Ku频段双极化缝隙耦合微带天线的设计

5星

浏览量: 0

大小:None

文件类型：PDF

简介：
本文介绍了一种新型Ku频段双极化缝隙耦合微带天线的设计方法及其性能分析。该设计采用先进的缝隙耦合技术，实现高效、小型化的通信系统应用需求。通过综合运用缝隙耦合馈电技术、双线馈线技术和引入空气层等方式扩展了天线的频带，并设计并仿真了一种工作在Ku频段“H”形缝隙耦合馈电的双极化微带天线。该天线采用多层结构，减小了尺寸，“H”形状耦合槽垂直放置以提高两个馈电端口之间的隔离度。通过同时对两端口进行馈电并控制馈电强度，可以合成指向可变的辐射场。利用三维电磁场仿真软件HFSS对该天线阵进行了仿真实验和优化，结果显示：在12.25 ～12.75 GHz 频率范围内，中心频点处增益达到8.27 dB，在回波损耗小于-10 dB的情况下，相对阻抗带宽为10.1%，两个极化端口的隔离度超过40dB。

全部评论 (0)

还没有任何评论哟~

客服

Ku频段双极化缝隙耦合微带天线的设计

优质

本文介绍了一种新型Ku频段双极化缝隙耦合微带天线的设计方法及其性能分析。该设计采用先进的缝隙耦合技术，实现高效、小型化的通信系统应用需求。通过综合运用缝隙耦合馈电技术、双线馈线技术和引入空气层等方式扩展了天线的频带，并设计并仿真了一种工作在Ku频段“H”形缝隙耦合馈电的双极化微带天线。该天线采用多层结构，减小了尺寸，“H”形状耦合槽垂直放置以提高两个馈电端口之间的隔离度。通过同时对两端口进行馈电并控制馈电强度，可以合成指向可变的辐射场。利用三维电磁场仿真软件HFSS对该天线阵进行了仿真实验和优化，结果显示：在12.25 ～12.75 GHz 频率范围内，中心频点处增益达到8.27 dB，在回波损耗小于-10 dB的情况下，相对阻抗带宽为10.1%，两个极化端口的隔离度超过40dB。

高性能双层缝隙耦合微带天线

优质

本研究提出了一种创新的高性能双层缝隙耦合微带天线设计，通过优化结构参数显著提升了天线的工作效率与宽带性能。 ### 高增益双层缝隙耦合微带天线的关键知识点 #### 一、研究背景与目标在当前通信技术迅速发展的背景下，微带天线因其轻薄、易于集成等特性，在无线通信系统中占据着重要的地位。然而，传统微带天线存在带宽较窄的问题，这限制了其在宽带通信中的应用。为了提高微带天线的性能，研究人员一直在探索各种方法来增加其阻抗带宽和增益带宽，同时减少天线尺寸。本研究提出了一种新的双层堆叠式微带天线设计，旨在解决这些问题。 #### 二、技术细节与创新点 ##### 1. 双层堆叠结构本论文介绍了一种在9.5~16GHz频率范围内工作的双层堆叠微带天线的设计。这种天线采用双层堆叠的结构，在基板之上放置两个相互堆叠的微带贴片，通过缝隙耦合实现能量传输。相较于传统的单层微带天线，该结构能够显著增加天线的阻抗带宽和增益带宽。 ##### 2. 阻抗带宽提升研究发现，通过优化双层堆叠结构，天线的阻抗带宽可以提高至44%，这表明该天线能够在更宽的频率范围内保持良好的匹配性能。这一改进对于需要宽频带操作的应用场景非常重要。 ##### 3. 增益带宽提升除了阻抗带宽外，该天线还实现了增益带宽的显著提升。增益超过8dB的带宽增加到了5.1GHz（占总带宽的40%），这意味着在较宽的频率范围内，天线都能够提供较高的增益，这对于远距离通信尤为重要。 ##### 4. 减小天线厚度尽管采用了双层堆叠结构，但通过优化设计，天线的整体厚度仅达到0.14λ（λ为工作波长），这使得天线具有更紧凑的尺寸，便于在有限的空间内安装和使用。 #### 三、设计参数与优化为了实现上述性能指标，研究团队对多个设计参数进行了深入分析： - **介质位置**：介质的位置对天线的性能有着直接的影响。通过调整介质层相对于贴片的位置，可以有效控制天线的阻抗特性。 - **贴片位置**：上下两层贴片之间的相对位置也是影响天线性能的重要因素之一。合理安排贴片之间的距离可以进一步提高天线的带宽。 - **缝隙尺寸**：缝隙的大小直接影响到能量耦合效率。优化缝隙尺寸有助于提高天线的整体效率。 - **顶层贴片长度**：顶层贴片的长度对天线的增益有显著影响。通过调整顶层贴片的长度，可以在保持较小体积的同时获得更高的增益。 #### 四、应用场景与意义这种高增益双层缝隙耦合微带天线具有较宽的工作带宽和高增益特性，非常适合应用于需要宽带通信的领域，如卫星通信、雷达系统以及高速无线数据传输等。此外，其紧凑的设计使其成为移动通信设备的理想选择，例如手机基站、便携式通信设备等。通过采用双层堆叠结构并优化设计参数，本段落提出的微带天线在保持紧凑尺寸的同时，实现了阻抗带宽和增益带宽的显著提升，为宽带通信应用提供了一种有效的解决方案。

圆极化多频段微带天线设计

优质

本项目专注于开发高效的圆极化多频段微带天线，旨在满足现代通信系统对宽带、多功能及小型化的迫切需求。通过优化结构参数和材料选择，实现高增益、低剖面的设计目标，广泛应用于卫星通讯、移动设备等场景中。我们设计了一款应用于导航卫星系统的多频段圆极化微带天线。这款天线采用复合左右手传输线移相器作为馈电网络，从而展宽阻抗带宽并实现良好的右旋圆极化辐射性能。该天线工作于GPS、BDS-2和GLONASS系统的工作波段内，并通过Ansoft HFSS 13.0软件进行了仿真测试。仿真结果显示，这款天线能够满足导航卫星信号的要求。其特点包括结构紧凑、频带宽、体积小且易于加工等优点。

双频圆极化GPS微带天线设计

优质

本项目专注于研发高性能、小型化的双频圆极化GPS微带天线。通过优化结构和材料选择，提高天线在移动通信中的性能与稳定性，适用于导航及定位系统。本段落介绍了一种新型的GPS双频圆极化微带天线设计。这种天线采用双层贴片结构，并在上下两层采用了均匀分布的四馈点馈电方案，实现了L1和L2频率段内的圆极化特性以及小型化的体积要求。为了提高辐射效率，该设计利用了切角技术和添加短截线的方法来优化天线性能。通过这些技术手段，不仅改善了天线的工作带宽和阻抗匹配问题，还显著提升了其在实际应用中的表现能力。采用HFSS软件进行仿真模拟与优化是此项目的关键步骤之一。借助该工具的三维电磁场分析功能，设计团队能够精确地调整和验证各种设计方案，在满足性能需求的同时确保了天线的小型化目标得以实现。最终制造出的实际样品经过测试后显示出了良好的特性，并且其结果与之前通过软件模拟得出的数据高度吻合。这不仅证明了该设计理念的可行性及其在实际应用中的实用性，还为未来的GPS技术提供了重要的支持和参考价值。总结而言，本段落所提出的天线设计结合了科学合理的结构布局以及精确细致地仿真优化过程，在确保双频圆极化特性的基础上实现了体积小巧、成本低廉且辐射效率高的特点。这一成果不仅对高精度测量领域具有重要意义，还为复杂环境下的GPS应用提供了新的解决方案，并有望成为其他微波天线设计的参考典范。

W波段多频带集成波导缝隙天线设计

优质

本研究聚焦于W波段多频带集成波导缝隙天线的设计与优化，探讨其在高频通信中的应用潜力。 ### W波段多波束基片集成波导缝隙阵列天线设计 #### 概述在《微波学报》发表的论文中，作者徐俊峰、蒯振起和陈鹏（来自东南大学毫米波国家重点实验室）详细介绍了一种创新的天线设计——W波段多波束基片集成波导（Substrate Integrated Waveguide, SIW）缝隙阵列天线。该设计充分利用了SIW技术和标准单层印刷电路板（PCB）工艺，旨在实现高效率的多波束传输。 #### 基片集成波导技术基片集成波导（SIW）是一种介于传统的金属波导和微带线之间的传输结构，它利用金属化过孔阵列和上下两层金属板之间介质基板形成一个封闭的波导。这种技术具有低损耗、易于集成、成本低廉及加工简便等优点，在毫米波频段天线设计中特别适用。在本研究中，SIW被用于实现馈电网络和天线单元。 #### 设计与实现为了测试W波段性能，作者首先设计了一个SIW与标准金属波导之间的垂直转接器，并通过全波仿真进行优化以确保不同模式间的高效转换。接着结合理论计算及全波仿真精心设计了基片集成波导缝隙阵列天线来实现多波束功能。在该设计方案中，采用4×4 Butler矩阵作为馈电网络，将输入信号分配至多个输出端口并引入相位差以形成独立的接收方向。所有耦合器和移相器均使用SIW技术设计，确保系统的紧凑性和一致性。 #### 测试结果与分析论文展示了该多波束天线的整体仿真及测试结果，并验证了其有效性和可靠性。这些结果显示，在毫米波频段中通过采用基片集成波导技术和单层PCB工艺可以成功构建具有高效率的多波束天线，对无线通信、雷达探测和成像等领域的应用有重要意义。 #### 结论本段落介绍的设计展示了SIW技术在毫米波频段的应用潜力，并强调了标准单层PCB工艺实现高性能天线的可能性。该设计的成功实施为未来毫米波通信系统中天线的小型化、集成化及多功能化提供了新的思路和解决方案，推动信息技术进入新时代。

基于ADS的微带缝隙天线设计

优质

本研究采用先进设计系统（ADS）软件，专注于微带缝隙天线的设计与优化，探索其在射频通信中的应用潜力。本段落档介绍如何使用ADS设计仿真微带缝隙天线，并通过阐述其原理和基本知识，在ADS上实现最终的仿真过程。

通信与网络中应用于卫星通信的Ku波段宽带双频双极化微带天线阵

优质

本研究聚焦于开发适用于卫星通信的Ku波段宽带双频双极化的微带天线阵，旨在提升数据传输效率和容量。摘要：本段落设计了一种用于卫星通信的Ku波段宽带双频双极化微带四元天线阵，采用了口径耦合馈电、错位倒相馈网技术和单层微带贴片结构。利用电磁仿真软件CST2008对所设计的天线阵进行了电特性仿真和优化。实验结果表明，在水平极化端口下，11.21 GHz至13.47 GHz频率范围内VSWR≤1.5，相对阻抗带宽为18.3%；在垂直极化端口下，13.43 GHz至14.88 GHz频率范围内VSWR≤1.5，相对阻抗带宽为10.24%。工作频段内两端口隔离度小于-35 dB，并且最大增益达到13.2 dB，与仿真结果相符。现代卫星通信系统对天线的要求越来越高，不仅需要小型化、轻量化和良好的隐蔽性，还要求具备其他优良性能。

Ku波段微带阵列天线设计及阵列综合

优质

本研究聚焦于Ku波段微带阵列天线的设计与优化，探讨了其在卫星通信中的应用前景，并提出了一种高效的阵列综合方法。本段落首先探讨了一种适用于Ku波段卫星通信的宽频带双极化微带天线阵的设计方法。该设计采用两个相互垂直的“H”形槽耦合馈电结构，两种正交的线性极化状态分别由两个H形口径产生。结果显示这种结构具备宽带特性、高隔离度以及优良的交叉极化性能。接下来，基于上述双极化单元的设计原理，本段落设计了并联和串联馈电方式下的八元均匀直线阵，并进一步研究了两种馈电方式下低副瓣一维阵列的设计方法。文中详细介绍了不等分馈电网络的具体设计方案以及仿真实验结果表明天线性能符合预期要求。此外，在基于传统阵列理论的基础上，本段落还深入分析了一种以八单元为子阵的平面阵结构，并对其进行了详细的探讨与研究。文章另一部分的重点在于利用遗传算法进行阵列天线综合的研究。由于遗传算法的独特优势非常适合解决复杂的非线性优化问题如天线综合作业等，因此本段落在总结了传统方法和遗传算法原理的基础上，主要讨论了实数编码的遗传算法在低副瓣、方向图赋形以及方向图置零三类阵列综合中的应用，并通过多个仿真实例验证其效果。实验结果表明基于遗传算法的设计方案能够有效满足优化需求并达到良好的性能指标。

W波段宽带SIW缝隙阵列天线的设计

优质

本文旨在设计并实现一款W波段宽带SIW（基片集成波导）缝隙阵列天线，以满足高性能毫米波通信的需求。通过优化结构参数和仿真分析，提出了一种新颖的缝隙排列方式，显著提升了天线的工作带宽与辐射效率，为未来5G及6G移动通信系统提供了潜在的技术支持。 W波段宽带SIW缝隙阵列天线设计