一种等通量波束的多极化可重构天线

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作者 靳贵平 潘伟浩 +1 位作者 黄珏泓 廖绍伟 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期131-140,共10页

随着航天技术的革新,对近地轨道的通信需求逐年增高。近地轨道卫星就在此背景下产生,主要应用于遥感探测天气预报和数据通信领域。由于近地轨道卫星天线辐射波束所覆盖的地球表面是球面,因此波束通常设计为等通量形式。由于卫星通信通... 随着航天技术的革新,对近地轨道的通信需求逐年增高。近地轨道卫星就在此背景下产生,主要应用于遥感探测天气预报和数据通信领域。由于近地轨道卫星天线辐射波束所覆盖的地球表面是球面,因此波束通常设计为等通量形式。由于卫星通信通常存在极化失配、多径效应等问题,选择多极化而不是圆极化作为近地卫星天线的工作状态能更好地适应复杂的工作环境,保证通信质量,将等通量波束天线和多极化可重构技术结合起来有很大的应用前景。基于一对正交圆极化波能合成线极化波的设计原理,文中提出了一种具有等通量波束的多极化可重构天线,该天线由可重构馈电网络和带扼流环的隔片极化器圆波导组成。馈电网络中嵌入单刀四掷开关(SP4T)与单刀双掷开关(SP2T),通过改变开关的工作状态,馈电网络将给圆波导提供不同的馈电条件,在圆波导内隔片的作用下天线实现两种圆极化与两种线极化的可重构。通过在圆波导口引入扼流环以及波导口作“T”型开槽处理,实现波束赋形,并且保证天线在不同极化状态下辐射等通量波束。实测结果显示,天线在不同的极化状态下-15 dB重叠阻抗带宽14.7%,覆盖4.80~5.56 GHz,方向图顶部在θ为-24°~+24°范围内具有平坦效果,圆极化状态下空间轴比覆盖-51°~+50°,覆盖范围大于方向图顶部平坦范围。天线实测结果与仿真结果有较好的一致性,具有多极化和方向图顶部平坦的优势,可满足移动通信和卫星通信中多极化应用场景的需要。 展开更多

关键词 极化可重构天线 等通量方向图 圆极化 线极化

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X波段极化可重构高功率微波辐射器仿真设计 被引量：5

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作者 徐刚 李才阳 +3 位作者 张现福 施美友 余川 胡进光 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期100-104,共5页

为了提高高频段高功率微波反射面天线的馈电效率,同时使波束波导馈线更加紧凑,提出一种新型的X波段极化可重构高功率微波辐射器结构。通过波纹喇叭辐射器产生准高斯的HE11模辐射,采用双相位修正镜组成的波束变换系统实现将准高斯波束转... 为了提高高频段高功率微波反射面天线的馈电效率,同时使波束波导馈线更加紧凑,提出一种新型的X波段极化可重构高功率微波辐射器结构。通过波纹喇叭辐射器产生准高斯的HE11模辐射,采用双相位修正镜组成的波束变换系统实现将准高斯波束转换为电场分布更为均匀的平顶波束或其余期望分布的波束,平顶分布的输出波束可使得馈源在相同介质窗尺寸下获得更高的功率容量,同时实现了波束传播方向的90°转弯;此外采用双圆极化栅网的级联组合,实现了对输出波束极化特性的调变。通过全电磁波仿真分析验证了该辐射器的设计思路。 展开更多

关键词 高功率微波 高斯波束 波束波导馈源 圆极化栅网 极化可重构

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一种基于共面波导馈电的宽带多极化可重构天线 被引量：4

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作者 靳贵平 李龙 +2 位作者 孙毅 王伟 廖绍伟 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期34-42,共9页

为了应对日益复杂的通信环境,提高通信系统容量和通信质量,文中提出了一款基于共面波导馈电的宽带多极化可重构天线。该天线采用共面微带线设计,在参考地上开缝并置入4个PIN二极管,通过控制PIN二极管开关的开/关状态,天线表面电流分布... 为了应对日益复杂的通信环境,提高通信系统容量和通信质量,文中提出了一款基于共面波导馈电的宽带多极化可重构天线。该天线采用共面微带线设计,在参考地上开缝并置入4个PIN二极管,通过控制PIN二极管开关的开/关状态,天线表面电流分布被重构,从而改变天线在辐射远场的辐射状态;辅以优化的阻抗匹配和简单的寄生单元,进而实现宽带多极化可重构天线设计,包括线极化、左旋圆极化和右旋圆极化。实测结果显示,天线在3个极化模式下的重叠阻抗带宽(天线回波损耗丨S-11丨<-10 dB)达到48.5%,覆盖频率范围为2.42~3.97 GHz;圆极化模式下的重叠轴比带宽(轴比<3 dB)为48.2%,覆盖频率范围为2.33~3.81 GHz。天线实测结果与仿真结果有着较好的一致性,具有宽带、多极化模式的优势,可满足移动通信和卫星通信中多极化应用场景的需要。 展开更多

关键词 多极化可重构 宽带 共面波导馈电 PIN二极管

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低剖面极化可重构超表面天线 被引量：2

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作者 张永亮 方琴 +1 位作者 巫钊 魏永峰 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2021年第6期912-917,共6页

提出了一种低剖面极化可重构超表面天线.天线由三部分组成:3×4金属矩形贴片阵列组成的超表面覆层、缝隙耦合天线和直流偏置控制电路.电路包括8个PIN二极管开关组成的四对开关(PIN1,PIN2,PIN3和PIN4)和直流偏置线,通过控制上述四对... 提出了一种低剖面极化可重构超表面天线.天线由三部分组成:3×4金属矩形贴片阵列组成的超表面覆层、缝隙耦合天线和直流偏置控制电路.电路包括8个PIN二极管开关组成的四对开关(PIN1,PIN2,PIN3和PIN4)和直流偏置线,通过控制上述四对PIN开关的工作状态,天线可以在线极化、左旋圆极化和右旋圆极化三种极化状态之间转换.对天线样机进行了加工并给出了实测反射系数、实际增益、轴比和归一化辐射方向图,结果表明:天线在不同工作状态下的共享工作频带为4~5.4 GHz,−10 dB阻抗带宽为29.8%;3 dB轴比带宽为8.3%,从4.6~5 GHz;各状态下的实测增益相差不大,其平均增益都大于5 dBi.仿真结果与实测结果吻合良好. 展开更多

关键词 低剖面 超表面 极化可重构 线极化 圆极化 超表面天线

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磁电偶极子天线的极化可重构研究(特邀文章) 被引量：4

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作者 吴凡 陆贵文 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期287-292,共6页

磁电偶极子天线有着宽带、对称方向图、低后瓣和稳定增益等优越性能,在诸如基站天线设计等应用场合颇受青睐.另一方面,随着通信系统朝着大容量、高可靠性和智能化等方向发展,可重构天线因其可重配置的天线特性受到广泛关注.该文总结回... 磁电偶极子天线有着宽带、对称方向图、低后瓣和稳定增益等优越性能,在诸如基站天线设计等应用场合颇受青睐.另一方面,随着通信系统朝着大容量、高可靠性和智能化等方向发展,可重构天线因其可重配置的天线特性受到广泛关注.该文总结回顾了极化可重构磁电偶极子天线的研究进展,着重介绍了一种高天线效率、三种极化选择和一种单端口、四种极化选择的磁电偶极子天线的设计和分析.相对于传统的基于微带天线的极化可重构设计,提出的基于磁电偶极子天线的极化可重构天线,具有交叠带宽宽,方向图对称,增益稳定等优点;并且通过采用如低损耗的可重构微扰结构和交叉阵子结构馈电等技术,可以实现较高的天线效率或是更少的馈电端口和不复杂的直流偏压电路.其在未来高度集成化、绿色和智能化的无线通信系统中有着一定的应用前景. 展开更多

关键词 可重构天线 磁电偶极子天线 极化可重构 宽带 高效率

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左/右旋圆极化可重构微带天线 被引量：3

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作者 蒲洋 《微波学报》 CSCD 北大核心 2010年第S1期181-184,共4页

设计了一种左/右旋圆极化可重构的微带天线。在矩形微带贴片的两条边上增加枝节,贴片与枝节通过PIN二极管开关连接,通过控制PIN二极管的通断来改变正交模式的相位差,使天线在同一个馈电点上可实现左旋圆极化(LHCP)和右旋圆极化(RHCP)的... 设计了一种左/右旋圆极化可重构的微带天线。在矩形微带贴片的两条边上增加枝节,贴片与枝节通过PIN二极管开关连接,通过控制PIN二极管的通断来改变正交模式的相位差,使天线在同一个馈电点上可实现左旋圆极化(LHCP)和右旋圆极化(RHCP)的重构。该天线在(2800±10)MHz的频率范围内驻波比小于2,轴比小于3dB。仿真结果与测试结果均验证了该方案的可行性。 展开更多

关键词 微带天线 圆极化可重构 PIN二极管

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一种新型圆极化可重构天线 被引量：2

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作者 戎君楠 文舸一 《雷达科学与技术》 北大核心 2021年第4期460-466,共7页

本文利用最大功率传输效率法(MMPTE),通过4个相同左旋圆极化贴片单元作为子阵来实现阵列天线圆极化可重构。通过在被设计阵列(作为发射阵列)远场区引入极化控制接收天线,可以将整个收发系统看作一个无线功率传输系统,这样就可以把阵列... 本文利用最大功率传输效率法(MMPTE),通过4个相同左旋圆极化贴片单元作为子阵来实现阵列天线圆极化可重构。通过在被设计阵列(作为发射阵列)远场区引入极化控制接收天线,可以将整个收发系统看作一个无线功率传输系统,这样就可以把阵列天线的设计问题转换为一个天线之间的传输效率最优化的问题。通过调节接收天线的极化方式和接收位置,可控制被设计阵列的极化方式和扫描角度。与传统做法不同的是,被设计阵列单元的极化方式确定时,通过改变接收天线的极化方式,阵列还能产生与单元极化相反的极化方式,同时两种极化方式所得的增益差距在1 dBi以内。本文以中心频率在2.45 GHz的左旋圆极化单元组成的十六单元阵列为例,说明如何实现阵列左右旋极化的可重构以及+/-60°的扫描功能。 展开更多

关键词 天线阵列 圆极化 最大功率传输效率法 极化可重构 波束扫描

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超表面的极化可重构天线

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作者 高宽亮 杨群 +3 位作者 曹祥玉 高军 辛晓飞 王帛 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2015年第6期38-41,共4页

设计了一种基于超表面的极化可重构天线,该天线由缝隙微带天线及上层超表面组成。通过旋转改变超表面与缝隙微带天线相对位置,能够实现线极化、右旋圆极化、左旋圆极化等不同的极化工作方式。该天线在圆极化状态时,相对阻抗带宽达到32%... 设计了一种基于超表面的极化可重构天线,该天线由缝隙微带天线及上层超表面组成。通过旋转改变超表面与缝隙微带天线相对位置,能够实现线极化、右旋圆极化、左旋圆极化等不同的极化工作方式。该天线在圆极化状态时,相对阻抗带宽达到32%,右旋和左旋圆极化时3dB轴比带宽均可达到14%;线极化状态时,相对阻抗带宽均可达到10%以上。为了验证仿真结果的有效性进行了天线实物的加工和测试,实测结果与仿真结果吻合较好,进一步验证了该天线具有良好极化可重构特性。 展开更多

关键词 超表面 缝隙天线 极化可重构 圆极化 线极化

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基于蝶形振子的可重构圆极化端射天线设计 被引量：2

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作者 孙盛涛 曹祥玉 +1 位作者 高军 杨欢欢 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期1373-1381,共9页

为了降低天线对载体气动力学的破坏,提高天线在复杂电磁环境中的性能,该文设计了一款圆极化方式可重构的端射天线。该天线以基片集成波导(SIW)喇叭天线为原型,在喇叭前端加载移相器和蝶形振子,上下蝶形振子之间加载了4个MEMS开关,开关... 为了降低天线对载体气动力学的破坏,提高天线在复杂电磁环境中的性能,该文设计了一款圆极化方式可重构的端射天线。该天线以基片集成波导(SIW)喇叭天线为原型,在喇叭前端加载移相器和蝶形振子,上下蝶形振子之间加载了4个MEMS开关,开关的导通与断开,可以控制电流的流动路径,从而使天线分别辐射两种圆极化波。实测结果表明,通过控制开关的通断组合,设计的天线可以在11.24~11.83 GHz频段内沿端射方向辐射左旋圆极化(LHCP)或右旋圆极化(RHCP)电磁波。测量结果和仿真结果基本吻合,验证了设计的有效性。 展开更多

关键词 端射天线 圆极化 极化可重构

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具有谐波抑制功能的多极化微带天线阵设计

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作者 傅世强 付嘉琪 +1 位作者 陈逸遥 徐之遐 《雷达科学与技术》 北大核心 2024年第3期321-325,340,共6页

本文提出了一种基于切换馈电网络的极化可重构微带天线阵。阵列单元采用正方形辐射贴片,利用微带线缝隙耦合进行馈电,通过在馈电结构中心加载短路柱,可获得宽带性能的同时,有效抑制偶次谐波。综合采用串联组阵和并联组阵技术,优化设计... 本文提出了一种基于切换馈电网络的极化可重构微带天线阵。阵列单元采用正方形辐射贴片,利用微带线缝隙耦合进行馈电,通过在馈电结构中心加载短路柱,可获得宽带性能的同时,有效抑制偶次谐波。综合采用串联组阵和并联组阵技术,优化设计了一款2×2的天线阵列,将阵列端口分别与微带分支线耦合器及微带混合环相连,最终实现了水平和垂直线极化,左旋和右旋圆极化四种模式的切换。实验结果表明,所提出的天线在ISM频段2.4~2.5 GHz频率范围内获得了良好的匹配和多极化特性。该天线阵设计简单、易于操作,可潜在应用于无线通信系统中天线极化分集的场合。 展开更多

关键词 极化可重构 带宽增强 谐波抑制 天线阵列

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一种低剖面可重构全向圆极化天线的设计 被引量：3

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作者 黄杰 孙虎成 《雷达科学与技术》 北大核心 2022年第2期231-236,共6页

本文提出了一种低剖面极化可重构全向圆极化天线。该天线由一个1×4偶极子阵列天线和一个单极子天线组成,通过设计可重构馈电网络来激励这两部分子天线,可产生左右旋可切换的全向圆极化波。设计的馈电网络主要由一单刀双掷开关电路... 本文提出了一种低剖面极化可重构全向圆极化天线。该天线由一个1×4偶极子阵列天线和一个单极子天线组成,通过设计可重构馈电网络来激励这两部分子天线,可产生左右旋可切换的全向圆极化波。设计的馈电网络主要由一单刀双掷开关电路和一紧凑二阶3 dB耦合器组成,从而可输出幅度相等、相位差可在±90°间切换的两路信号。将馈电网络的两输出端口分别与水平极化的偶极子阵列天线和垂直极化的单极子天线相连,便可使天线在左旋圆极化(LHCP)和右旋圆极化(RHCP)两种辐射状态之间切换。设计的天线总体截面积为59.9×59.9×π mm^(2),天线厚度为0.058λ_(0)。测试结果表明,该天线在左右旋圆极化状态下的阻抗带宽(|S_(11)|<-10 dB)分别为21.5%(2.24~2.78 GHz)和19.4%(2.32~2.81 GHz)。全向左右旋圆极化状态的重叠轴比带宽(AR<3 dB)约为7%(2.44~2.62 GHz)。天线的最高增益为-0.9 dB,水平面增益波动小于1.3 dB。 展开更多

关键词 极化可重构天线 圆极化 馈电网络 耦合器

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