共形单场弱条件稳定时域有限差分法及其应用

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作者 梁伟博 郑宏兴 《电波科学学报》 北大核心 2025年第3期415-426,438,共13页

针对仿真目标含有任意倾斜放置的二维金属贴片情况,为了实现更加高效、精确的计算,提出了一种共形单场弱条件稳定时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)法。从FDTD方法基本迭代方程出发,推导了单场弱条件稳定FDTD方法中引... 针对仿真目标含有任意倾斜放置的二维金属贴片情况,为了实现更加高效、精确的计算,提出了一种共形单场弱条件稳定时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)法。从FDTD方法基本迭代方程出发,推导了单场弱条件稳定FDTD方法中引入共形技术的迭代公式且加以编程实现,验证了所提出方法的精度和稳定性,并将其应用于双频矩形介质谐振器天线和小型化超宽带双平面类八木多输入多输出天线的仿真。仿真结果表明:稳定性条件和内存占用量不受影响,5~15 GHz频段内的相对误差低于-50 dB;多线程计算效率最高是传统显式共形FDTD方法的19倍,相比共形一步蛙跃方法提高了19.57%。本方法在传统方法的基础上明显提高了多线程计算效率,同时计算精度和稳定性满足实际工程仿真需求,作为一种弱条件稳定方法,适合仿真两个维度具有微细结构的对象。 展开更多

关键词 时域有限差(FDTD)分法 单场方法 弱条件稳定 共形技术 介质谐振器天线

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高隔离度低交叉极化DRA单元设计

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作者 司文 孔令兵 钟顺时 《微波学报》 CSCD 北大核心 2014年第1期39-42,共4页

主要阐述了一种高隔离度低交叉极化双极化介质谐振器天线的设计方法,通过采用U形和H形混合缝隙馈电,该天线实测隔离度优于46.8dB,两个极化的实测带宽大于12.5%(V端口S11小于-10dB的实测阻抗带宽是5.36～6.08GHz,相对带宽约为12.8%;而H... 主要阐述了一种高隔离度低交叉极化双极化介质谐振器天线的设计方法,通过采用U形和H形混合缝隙馈电,该天线实测隔离度优于46.8dB,两个极化的实测带宽大于12.5%(V端口S11小于-10dB的实测阻抗带宽是5.36～6.08GHz,相对带宽约为12.8%;而H端口的为5.47～6.2GHz,相对带宽约为12.5%),交叉极化电平分别低于-21.4 dB和-18.1dB。 展开更多

关键词 介质谐振器天线 双极化 隔离度 交叉极化

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一种面向卫星通信的共口径双频双圆极化介质谐振器天线

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作者 罗伟 幸运颉 +1 位作者 刘梅林 何鑫 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期1073-1082,共10页

针对卫星互联网对于高速频分双工通信需求,提出了一种可用于地面终端的共口径双频双圆极化介质谐振器天线(dielectric resonator antenna, DRA)。通过对高频的圆柱介质谐振器和低频的环形柱介质谐振器进行嵌套设计,实现上下行天线单元... 针对卫星互联网对于高速频分双工通信需求,提出了一种可用于地面终端的共口径双频双圆极化介质谐振器天线(dielectric resonator antenna, DRA)。通过对高频的圆柱介质谐振器和低频的环形柱介质谐振器进行嵌套设计,实现上下行天线单元的共口径功能;利用双探针方法在介质谐振器内部激励简并模式,并借助控制简并模之间的相位差分别在低频与高频产生相互正交的圆极化波;通过对环形柱介质谐振器的厚度进行结构优化削弱异频电磁互耦,从而有效解决低频方向图畸形问题,并且改善阻抗匹配。基于顺序旋转方法建立2×2天线阵列,并进行了样机加工测试。测试结果显示,低频左旋圆极化(left-hand circular polarization, LHCP)工作带宽为25.5%(14.4~18.6 GHz),高频右旋圆极化(right-hand circular polarization, RHCP)工作带宽为6.5%(26.8~28.6GHz)。该共口径天线的小型化特征和稳定辐射性能可以应用于车载与机载等卫星通信设备。 展开更多

关键词 卫星通信 介质谐振器天线(dra) 双频 双圆极化 共口径

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气凝胶加载耐高温超宽带复合介质谐振天线

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作者 陈琦 肖永航 +2 位作者 郑承武 程彦清 闵伟桐 《微波学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期39-43,49,共6页

本文介绍了一种应用于高超声速飞行器的气凝胶加载超宽带耐高温复合介质谐振天线。天线基板正上方从下到上依次是介质谐振天线1、介质谐振天线2以及介质透镜,介质透镜与介质谐振天线2之间通过圆介质杆连接,它们都嵌入在气凝胶中。采用... 本文介绍了一种应用于高超声速飞行器的气凝胶加载超宽带耐高温复合介质谐振天线。天线基板正上方从下到上依次是介质谐振天线1、介质谐振天线2以及介质透镜,介质透镜与介质谐振天线2之间通过圆介质杆连接,它们都嵌入在气凝胶中。采用微带缝隙耦合馈电结构来激励双层复合介质谐振天线中工作频率相近的工作模式并成功合并,最终天线工作在4.8 GHz~10.4 GHz,相对带宽达到了73.7%。天线采用耐高温介质材料并在结构外加载了耐高温气凝胶,实现了天线与隔热材料的一体化设计,使得天线剖面高度仅为0.76λ0。介质透镜不仅解决了天线方向图主瓣开裂问题,还能有效提升天线增益,增益最大提升1.7 dB,天线在工作频带内最大增益可达9.2 dBi。通过研究分析气凝胶加载情况下天线整体的热传导过程,对天线结构和馈电位置进行了优化调整,进一步提升了天线可工作时长。最终仿真结果表明,天线能在1000℃的高温环境中持续正常工作1280 s,其隔热时间相较于同样大小的气凝胶提升了16%。 展开更多

关键词 超宽带 耐高温 复合介质谐振天线 一体化

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宽带圆柱形陶瓷介质谐振器天线 被引量：4

5

作者 张丽娜 钟顺时 +1 位作者 许赛卿 朱玉晓 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期221-224,共4页

提出一种宽带的高介电常数圆柱形介质谐振器天线,并进行了分析与设计.采用在圆柱形陶瓷介质谐振器中穿孔及结合H形缝隙耦合馈电,有效地克服了高介电常数介质情况下工作频带较窄的缺点,获得了12.6%的阻抗带宽,并具有介质谐振器尺寸小的... 提出一种宽带的高介电常数圆柱形介质谐振器天线,并进行了分析与设计.采用在圆柱形陶瓷介质谐振器中穿孔及结合H形缝隙耦合馈电,有效地克服了高介电常数介质情况下工作频带较窄的缺点,获得了12.6%的阻抗带宽,并具有介质谐振器尺寸小的优点和较好的辐射特性. 展开更多

关键词 介质谐振器天线 陶瓷 宽带 H形缝隙

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介质谐振器天线研究进展 被引量：13

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作者 钟顺时 韩荣苍 +1 位作者 刘静 孔令兵 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期396-408,共13页

综述了介质谐振器天线技术三十多年来的主要研究进展.归纳了宽带/超宽带、圆/双极化、高阶模/高增益、毫米波设计及介质谐振器天线阵等方面的技术进展,也介绍了介质谐振器天线的特点与分析方法等.

关键词 介质谐振器天线 宽带/超宽带 圆/双极化 高阶模/高增益 毫米波天线 天线阵

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超宽带单极子加载介质谐振器天线的设计 被引量：4

7

作者 廖昆明 吴毅强 +1 位作者 邓淼 曾永安 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期408-410,共3页

该文设计了一种尺寸小,频带宽,结构简单的单极子陶瓷介质谐振器天线。在单极子天线周围加载一个环形的陶瓷介质谐振器,利用环形谐振器与单极子谐振频率之间耦合来展宽频带。利用仿真软件HFSS建立天线的模型,并对模型进行优化仿真,得到... 该文设计了一种尺寸小,频带宽,结构简单的单极子陶瓷介质谐振器天线。在单极子天线周围加载一个环形的陶瓷介质谐振器,利用环形谐振器与单极子谐振频率之间耦合来展宽频带。利用仿真软件HFSS建立天线的模型,并对模型进行优化仿真,得到了最佳的天线设计参数,仿真得到的天线频带宽度为0.7～4.6GHz,相对带宽达到了153%,使用矢量网络分析仪对该天线进行测量,实测结果与仿真值基本吻合。 展开更多

关键词 介质谐振器 单极子 超宽频带 陶瓷材料

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微带馈电的圆柱形介质谐振器天线阵 被引量：5

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作者 张丽娜 钟顺时 +1 位作者 许赛卿 沈亮 《微波学报》 CSCD 北大核心 2008年第3期25-27,共3页

提出了一种新型的圆柱形介质谐振器天线单元及其阵列设计。天线单元采用带有十字枝节终端的微带线进行馈电,在高介电常数的情况下,通过调节十字形终端枝节的设计和相对位置,获得较宽的阻抗带宽。基于此单元设计,研制了一个2×2元圆... 提出了一种新型的圆柱形介质谐振器天线单元及其阵列设计。天线单元采用带有十字枝节终端的微带线进行馈电,在高介电常数的情况下,通过调节十字形终端枝节的设计和相对位置,获得较宽的阻抗带宽。基于此单元设计,研制了一个2×2元圆柱形介质谐振器天线阵,获得了4.2%的实测阻抗带宽和约11dBi的仿真增益。 展开更多

关键词 圆柱形介质谐振器 天线阵 微带馈源

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一种采用同轴探针馈电的半球形介质谐振天线 被引量：2

9

作者 高艳华 张丹 张广求 《微波学报》 CSCD 北大核心 2006年第5期53-56,共4页

介质谐振天线具有一些突出的优点,如:体积小、效率高、带宽很宽等。本文仿真设计了一种采用同轴馈电的半球形介质谐振天线,并研究了其探针长度、馈电点位置和介电常数对天线性能的影响。

关键词 介质谐振天线 同轴探针 半球形

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介质平板透镜提高天线增益的原理研究 被引量：1

10

作者 侯建强 李鹏杰 +4 位作者 牛中奇 陈晋吉 王瑞华 吴仕喜 闫耀峰 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期662-668,共7页

采用了基于光学理论和电磁理论相结合的分析方法,对介质平板透镜提高天线增益的原理进行了分析,结果表明该方法比传统方法能够更有效地提高天线的增益.并以双层微带贴片天线加载介质平板透镜为例,进行了参数分析与优化.理论分析和电磁... 采用了基于光学理论和电磁理论相结合的分析方法,对介质平板透镜提高天线增益的原理进行了分析,结果表明该方法比传统方法能够更有效地提高天线的增益.并以双层微带贴片天线加载介质平板透镜为例,进行了参数分析与优化.理论分析和电磁仿真均表明,合理选择介质平板透镜的参数可以有效地提高微带天线单元的增益、减小天线阵列的规模,从而验证原理了的有效性. 展开更多

关键词 介质平板透镜 天线阵列 介质波导谐振腔 能量汇聚 增益评估

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以太网——ATM网通信网关实验研究 被引量：1

11

作者 汪斌强 樊昌信 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第3期425-431,共7页

论述了以太网与ＡＴＭ网实现互联通信的方法，设计并实现了网关硬件电路及其相应软件，提出了一种ＡＴＭ信元信头差错控制编码的有效算法，并系统地给出了以太网卡通信过程控制的软件编程．实验结果表明，文中提出的方法在宽带综合业务... 论述了以太网与ＡＴＭ网实现互联通信的方法，设计并实现了网关硬件电路及其相应软件，提出了一种ＡＴＭ信元信头差错控制编码的有效算法，并系统地给出了以太网卡通信过程控制的软件编程．实验结果表明，文中提出的方法在宽带综合业务数字网中能实现以太网的数据分组，按ＡＴＭ信元的模式透明传输，且可获得良好的效果． 展开更多

关键词 以太网 ATM网 网关 数字网

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基于阶梯阻抗谐振器的滤波介质谐振器天线 被引量：4

12

作者 王传云 王丽娜 +1 位作者 韩志文 张永华 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第9期93-96,共4页

为设计一种适用于无线通信系统射频(RF)前端且具有良好带外抑制特性的滤波介质谐振器天线(DRA),提出了一种基于阶梯阻抗谐振器(SIR)的滤波DRA。通过将谐振器单元折叠并进行电耦合级联,实现带宽可调的紧凑型滤波器设计;采用零度馈电方式... 为设计一种适用于无线通信系统射频(RF)前端且具有良好带外抑制特性的滤波介质谐振器天线(DRA),提出了一种基于阶梯阻抗谐振器(SIR)的滤波DRA。通过将谐振器单元折叠并进行电耦合级联,实现带宽可调的紧凑型滤波器设计;采用零度馈电方式,提高滤波器带外抑制水平。最终,将其嵌入DRA微带馈线,完成具有准椭圆函数响应的滤波DRA设计。仿真与测试表明:天线中心频率为3.4 GHz,阻抗带宽为13.02%(3.15~3.59 GHz),增益为4.46 dBi,辐射零点分别位于2.91 GHz和4 GHz处。 展开更多

关键词 阶梯阻抗谐振器 零度馈电 带通滤波器 介质谐振器天线 滤波天线

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基于PRS实现介质谐振器天线增益增强 被引量：2

13

作者 靳钊 余景东 +1 位作者 吴飞 容瑜 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2022年第11期109-112,121,共5页

工作于主模的常规矩形介质谐振器天线(DRA)的增益一般仅为5~6 dBi,针对这一不足,提出了一种加载新型部分反射表面(PRS)的宽频带谐振腔天线。所设计PRS的上表面由4个旋转对称的半圆环贴片组成,下表面则是一个方形孔径贴片。利用这种新结... 工作于主模的常规矩形介质谐振器天线(DRA)的增益一般仅为5~6 dBi,针对这一不足,提出了一种加载新型部分反射表面(PRS)的宽频带谐振腔天线。所设计PRS的上表面由4个旋转对称的半圆环贴片组成,下表面则是一个方形孔径贴片。利用这种新结构单元,可以使入射到此表面的电磁波反射时产生正反射相位梯度(通常为负反射相位梯度),从而可以在宽频带内有效实现天线增益增强。仿真结果表明:在9.52~12.48 GHz内馈源天线增益得到提升,最大增幅超过6 dBi。谐振腔天线在匹配带宽内增益平稳,3 dB相对增益带宽为21.1%(11 GHz, 9.84~12.17 GHz)且交叉极化量得到有效抑制。所设计天线可应用于对天线增益有较高要求的通信场景中。 展开更多

关键词 介质谐振器天线 部分反射表面 宽频带 谐振腔天线 增益增强

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无应力组合贴片天线传感器温度性能模拟测试 被引量：1

14

作者 薛松涛 易卓然 +1 位作者 谢丽宇 万国春 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期1439-1445,共7页

基于组合式贴片天线的无源无线传感器可应用于结构形变的测量,但环境温度的变化会影响组合式贴片天线的电磁性能。针对环境温度变化影响天线传感器性能的问题,通过温度效应影响理论研究了材料温度系数(热膨胀)和介电常数变化(电磁场变化... 基于组合式贴片天线的无源无线传感器可应用于结构形变的测量,但环境温度的变化会影响组合式贴片天线的电磁性能。针对环境温度变化影响天线传感器性能的问题,通过温度效应影响理论研究了材料温度系数(热膨胀)和介电常数变化(电磁场变化)对组合式天线谐振频率的影响规律,采用多物理场耦合方法对组合式贴片天线传感器进行了温度效应的数值模拟,对受热膨胀和基板介电常数受热变化的影响进行了量化分析。基于数值模拟明确了天线谐振频率变化的主要原因是基板受热导致介电常数变化,材料受热膨胀引起的谐振频率变化约为主因引起变化的20%,且为负相关。通过试验进一步研究温度对谐振频率的影响,将组合式贴片天线置于温箱中测定了温度梯度下谐振频率变化。模拟和试验结果均表明,随温度的升高,组合式贴片天线一阶纵向谐振频率增加,且具有线性关系,线性拟合系数均高于0.93,模型仿真平均增量预测误差小于20%。明确了该类组合式天线可采用线性温度补偿机制进行形变测量值的修正,为组合式天线传感器在实际工程应用中提供了技术基础。 展开更多

关键词 贴片天线 形变传感器 温度补偿 结构健康监测 谐振频率 耦合效应 介电常数 热膨胀

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基片集成波导槽阵列天线的仿真研究

15

作者 栾秀珍 谭克俊 房少军 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1642-1644,共3页

提出了一种介质谐振器加载的基片集成波导槽阵列天线结构,并给出了简单、快速的设计方法。通过Ansoft HFSS仿真软件进一步优化,可得到性能优良的天线设计结果。利用所给设计方法具体设计了一种K波段圆柱形介质谐振器加载的四元横向槽阵... 提出了一种介质谐振器加载的基片集成波导槽阵列天线结构,并给出了简单、快速的设计方法。通过Ansoft HFSS仿真软件进一步优化,可得到性能优良的天线设计结果。利用所给设计方法具体设计了一种K波段圆柱形介质谐振器加载的四元横向槽阵列天线,仿真计算结果表明该天线具有大约450MHz的-10dB回波损耗带宽,最大增益为11.8dB,且辐射效率达92%。 展开更多

关键词 介质谐振器 基片集成波导 阵列天线 回波损耗 增益 效率

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介质陶瓷谐振器天线的研究进展

16

作者 曹良足 胡健 +1 位作者 李广文 殷丽霞 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2016年第2期127-132,共6页

介质陶瓷谐振器天线广泛用于卫星通信、基站和移动通信系统中,本文综述介质陶瓷谐振器天线的馈电结构、小型化、带宽展宽技术和频率可调方法的最近研究成果,并从理论上解释其相关的工作原理,最后提出了介质陶瓷谐振器天线的发展趋势。

关键词 天线 介质陶瓷谐振器 馈电结构 带宽展宽技术 频率可调

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圆极化倾斜波束介质谐振天线设计

17

作者 张昭 曹祥玉 李思佳 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2015年第2期51-54,共4页

基于非对称结构设计思想,以表面倾斜的高介电常数介质谐振器为辐射单元,采用改进的正交不等长缝隙结构耦合馈电,设计制作了一种圆极化倾斜波束介质谐振天线。通过对介质谐振器表面倾斜角度和馈电缝隙的参数优化,扩展了天线的频带宽度,... 基于非对称结构设计思想,以表面倾斜的高介电常数介质谐振器为辐射单元,采用改进的正交不等长缝隙结构耦合馈电,设计制作了一种圆极化倾斜波束介质谐振天线。通过对介质谐振器表面倾斜角度和馈电缝隙的参数优化,扩展了天线的频带宽度,实现了宽频带圆极化倾斜波束辐射。仿真结果表明:天线在同时满足S11<-10 d B、3 d B轴比和30°波束倾斜条件下的带宽为18.2%。同时,由于采用高介电常数介质谐振器,天线剖面高度降低到0.165λ。实测结果和仿真结果吻合较好,验证了该设计的有效性。 展开更多

关键词 介质谐振天线 圆极化 倾斜波束 非对称结构 低剖面

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空气隙对矩形微带天线性能的影响 被引量：4

18

作者 王艳丽 付永庆 马天义 《电讯技术》 北大核心 2004年第1期123-126,共4页

论述了通过引入空气隙来改变矩形微带天线性能。首先,根据修改的微带天线的腔模理论,利用电磁场理论推导了具有空气隙的矩形微带天线的等效介电常数和谐振频率的理论计算公式。然后,考虑了边缘场的影响,引入了有效介电常数,对谐振频率... 论述了通过引入空气隙来改变矩形微带天线性能。首先,根据修改的微带天线的腔模理论,利用电磁场理论推导了具有空气隙的矩形微带天线的等效介电常数和谐振频率的理论计算公式。然后,考虑了边缘场的影响,引入了有效介电常数,对谐振频率的理论公式进行了修正。同时,应用等效原理和镜像原理推导出辐射方向图。最后,对于空气隙高度为不同数值的情况给出矩形微带天线的谐振频率和辐射方向图的数值结果,与文献[1]实测结果很吻合。 展开更多

关键词 微带天线 介电常数 谐振频率 辐射方向图 空气隙

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加载多层介质谐振器的宽带背腔缝隙天线设计 被引量：2

19

作者 卢俊麒 宋崇硕 +1 位作者 吴雨晴 何艳 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期1110-1114,共5页

提出并设计了一种工作于X波段的新型宽带背腔缝隙天线,通过在缝隙外侧加载多层介质谐振器,有效扩展了天线带宽并显著提高了天线增益.设计的天线中心频率为10 GHz,-10 dB回波损耗带宽约为40％;带内增益5～9.5 dBi,比未加载多层介质谐振... 提出并设计了一种工作于X波段的新型宽带背腔缝隙天线,通过在缝隙外侧加载多层介质谐振器,有效扩展了天线带宽并显著提高了天线增益.设计的天线中心频率为10 GHz,-10 dB回波损耗带宽约为40％;带内增益5～9.5 dBi,比未加载多层介质谐振器的背腔缝隙天线提高2～3 dB.实测结果同设计结果基本吻合,有效验证了该设计的正确性. 展开更多

关键词 背腔缝隙天线 介质谐振天线 宽带 高增益

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缺口圆环激励的圆极化陶瓷介质谐振器天线 被引量：1

20

作者 李丽娴 钟顺时 +1 位作者 许赛卿 陈敏华 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期111-114,共4页

提出一种用陶瓷介质谐振器实现圆极化工作的方法,并进行分析和讨论.利用缺口圆环口径耦合引入的微扰来实现圆极化,有效地克服了普通圆极化设计的馈电网络复杂等缺点.通过缺口大小的改变,得出了反射损耗和轴比的变化规律,并通过在谐振器... 提出一种用陶瓷介质谐振器实现圆极化工作的方法,并进行分析和讨论.利用缺口圆环口径耦合引入的微扰来实现圆极化,有效地克服了普通圆极化设计的馈电网络复杂等缺点.通过缺口大小的改变,得出了反射损耗和轴比的变化规律,并通过在谐振器上加2个对称的小贴片来改进天线的性能.此天线工作在5.20 GHz,可应用于通信公共频段,并且采用了高介电常数的介质谐振器,使天线达到小型化. 展开更多

关键词 介质谐振器天线 陶瓷 圆极化 缺口圆环

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