科技论文写作

第28卷 第1期 电波科学学报 V01．28，No．1 2015年11月 CHINESE JOURNAL OF REDIOSCIENCE November，2015

微波天线的设计与测量文献综述

贾铉汸

(西安电子科技大学电子工程学院，西安 710100)

摘要：通过对多篇微波天线方面论文的阅读、汇总和研究，了解并掌握不同种类微波天

线的设计、测量、工作原理和适用范围等。为今后的学习、研究和工作打下良好的基础。

关键词：超宽带天线、八木天线、多场耦合、低剖面天线、无源互调

中图分类号TN822 文献标志码 A

The Summarize of The Design and Measurement

of Microwave Antenna

abstract: By reading,collecting and studying some papers about Microwave Antenna,I have learnt the design,measurement,working principles and using ranges of different kinds of Microwave Antenna,which laying a good foundation for my continual study and working.

Key words:UWB(Ultra Wide Band) Antenna,Yagi Antenna,Multi-field coupling,Low-profile Antenna,Passiveelnter-Modulation. 引言：

工作于米波、分米波、厘米波、毫米波等波段的发射或接收天线，统称为微波天线。微波主要靠空间波传播，为增大通信距离，天线架设较高。在微波天线中，应用较广的有抛物面天线、喇叭抛物面天线、喇叭天线、透镜天线、开槽天线、介质天线、潜望镜天线等。微波天线技术是制约雷达、测量控制技术发展的瓶颈。与其他电子产品不同的是，微波天线的电气性能和整机功能，主要靠馈源网络的结构

收稿日期2015-12 资助项目：XXXXX

联系人：贾铉汸 E-mail：jxf@xidian.edu.com.cn

保证，因此，馈源网络的设计及工艺制造是天线产品制造的关键技术。

本文通过对各种微波天线的工作原理进行研究、分析和比较，希望对今后的工作学习有所帮助。

多篇论文中涉及的微波天线的类型及介绍：

(1) 小型化五频段可重构蝶形天线 这是一种新型多频段可重构天线．该天线采用小型平面蝶形结构，尺寸为35．o mm×38．o mm×1．6 mm，

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由U型馈电带线、矩形寄生单元和接地面构成。通过调节馈电带线的长度和选择寄生单元，改变天线的局部结构和表面电流分布，从而获得不同的工作频段。该天线可在1．94～2．22 GHz、2．32～2．54 GHz、3．08～3．78 GHz、3．63～4．83 GHz、4．82～6．85 GHz五种频段之间实现可重构，覆盖了主要的无线通信系统工作频段，各个状态具有良好的全向辐射特性和较高增益。[1]因此，具有较大的实用价值。传统的微带贴片天线由于自身电磁特性的原因，其带宽往往比较窄，一种拓展带宽的方法就是增加寄生贴片。[2]基于寄生单元加载技术，本文设计了一款平面频率可重构小型化蝶形天线．该天线通过控制馈线的长度以及馈线与寄生辐射单元的导通 状态，改变天线结构和有效电长度，从而实现频率可重构的目的．天线具有尺寸小、易加工、平面结构、易共形、成本低、近似全向辐射特性、增益较高等优点。[3] (2) 多边形缝隙超宽带天线

多边形缝隙超宽带天线的结构和尺寸如图1所示， 该天线印制在一块厚度为0．8mm、相对介电常数为2．55的Neltec NY9255印刷电路基板上。天线由雕刻在地板上的多边形缝隙和背面T形微带馈线组合而成，多边形缝隙和T形微带都采用了渐变结构，结构渐变性使得天线从一个频率谐振模式平缓地过渡到另一个频率谐振模式，确保了在较宽的频带内获得良好的阻抗匹配。[4]

天线利用宽缝隙天线的多谐振特性产生超宽带工作频段；多边形缝隙具有较多的设计尺寸参数，与矩形、圆形或椭圆缝隙UWB

天线相比，多边形缝隙UWB天线可调的尺寸参数更多，更容易实现阻抗匹配。[5]为了提高天线端射方向的增益、展宽方位面辐 射波束，本文提出一种改进型的多级、多贴片引向的圆极化微带八木天线结构．该天线具有宽频带、前向 轴比小的优点，而且天线在端射方向上的增益、水平面波束宽度以及前后比都得到了较大提高．实验结果表明，该天线同时满足驻波比Rvw≤1．5以及端射方向轴比RA≤3 dB的相对带宽为11％，在俯仰角度0°至80°范围内具有良好圆极化辐射，水平面3 dB波束宽度88°、前后比19 dB，能够很好地满足机载或弹载通信天线的需求。[6]

图1：多边形缝隙超宽带天线

（3）300mmW波段辐射计偏馈反射面天线

天线的工作频率为94．5 GHz，副瓣电平低 于-25 dB，交叉极化电平低于-30 dB，半功率波束宽度优于1°。为了获得低副瓣和低交叉极化电平，编者根据共轭匹配理论设计了矩形匹配馈源，此馈源是在TE01模上引入附加TE11模来抵消焦平面上的交叉极化分量，使次级方向图获得的交叉极化电平低于-40dB。[7]

本文根据场匹配

2

第一期 贾铉汸：微波天线的设计与测量文献综述 8

技术和模比法设计了具有良好轴对 称方向图的圆口面初级馈源，[8]

在馈源结构中通过两次矩形台阶跃变和一次变张角结构来激励TM11和TE21模，通过调节移相段使TM11模与TE11模有合适相位关系，使馈源辐射方向图具有轴对称性，通过调节台阶跃变尺寸和移相段长度可以使TE21模的幅度和反射面焦平面上的交叉极化电平幅度相等，相位相反，从而使次级辐射方向图的交叉极化电平低于-30dB,满足了辐射计的指标要求。[9]

（该天线的几何示意图如图2）

图2：W波段辐射计偏馈反射面天线

（4）宽带宽波束圆极化微带八木天线 这是一种具有两级双贴片引向器结构的双馈圆极化微带八木天线．通过移除部分接地板结构，有效地增大了天线在端射前向的圆极化增益和波束宽度。等幅异相的同轴双馈模式使得该天线具有较宽的工作频带。数值仿真与实验结果表明：该天线同时满足驻波比RvSw≤1．5及端射方向轴比RA≤3 dB的相对带宽为11％。天线在俯仰面仰角0°至80°的范围内具有良好的圆极化辐射特性，方位面主极化半功率波瓣宽度达到88°，同时具有较高的辐射前后比。

[10]

良好的工作特

性表明此天线可作为机栽或弹载通信的备选天线。[11]

为了增大天线前向增益、展宽辐射波

束，我们适当切除天线前后端的接地板，使天线最大辐射指向往水平面倾斜，天线前向增益增大、背向辐射减小。同时水平面辐射波束变宽，且在该波束范围内天线的轴比得到很大改善．该设计有效地增强了天线的端射、圆极化特性，这对提高很多机载、弹载通信系统稳定性具有非常重要的实际意义。[12]

(该天线的设计图如图3)

图3宽带宽波束圆极化微带八木天线

（5）新型宽带旋转贴片天线

这是一种用于无线通信的新型宽带旋转贴片天线,通过对称旋转天线的矩形辐射贴片,天线的带宽得以显著扩展讨论了贴片旋转角度及其他结构参数对天线带宽的影响为了验证该设计的有效性,对所设计的天线原型进行了实际制作和测试测试结果表明,所设计天线的阻抗带宽(10dB回波损耗)可达6.97GHz(2.29~9.26GHz)，相对带宽约为120.7％ ,这一带宽接近传统交叉单极子天线带宽的两倍。[13]此外,该天线在整个工作频率范围内具有较好的全向辐射特性和增益水平。为了改善辐

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射方向图的全向性，笔者以对称型贴片天线的设计思想为起点在传统十字交叉型贴片天线的基础上设计了一种新型对称旋转贴片天线通过对两个新增辐射贴片绕中心点对称旋转并优化其旋转角度显著展宽了天线的工作带宽。[14]（该天线的几何示意图如图4）

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[4] 叶亮华,褚庆昕.一种小型的具有良好

陷波特性的超宽带缝隙天线[J].电子学报，2010,38(12).

[5] 周海进,孙保华,等．具有双陷波特性

的超宽带天线设计与研究[J]．微波学报，2009，25(3)：13—17．

[6] 程勇,吕文俊,等．一种小型陷波多用

图4新型宽带旋转贴片天线

总结：

通过对科技论文写作这门课程的学习，我了解到了各种论文的具体书写格式和注意事项。这次的论文《微波天线的设计与测量文献综述》我通过在《微博学报》，《电波科学学报》，《电子学报中》等文献中选取了我感兴趣的论文进行研读，并且根据老师介绍的综述论文的写作方式而完成的。在论文写作过程中，我本着严谨的学术态度，认真的结合课本知识，在课本之外获得了一次良好的锻炼机会。

参考文献：

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型化五频段可重构蝶形天线的设计[J].电波科学学报,l2013,28(1). [2] 王少鹏,郭陈江,丁君．一种新型微带

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/h82p.html