匹配网络两种设计方法的对比研究

电小天线的阻抗特性非常恶劣,与传输线匹配相当困难,如果是宽带匹配更是难上加难,同时其效率非常低。因此,找到合适的匹配网络的设计方法就很重要了。为了找到较好的设计匹配网络的方法,以某电台的单极子鞭状天线匹配网络的设计为例,通过对匹配网络的两种常见得出方法——理论计算和软件仿真进行了研究,对比分析了误差出现的原因,为匹配网络的研究方法提供了思路。     

天调网络匹配实践

本文介绍了机载单边带电台与飞机天线匹配的天调网络设计的基本原则与匹配方法，介绍了网络元件的实例。     

短波宽带天线匹配网络的设计

本文基于统计学习理论构造了一种快速自适应随机搜索算法,证明了算法的收敛性。给出了一种简易实用的宽带天线匹配设计新方法。应用该自适应算法进行天线匹配设计,不仅算法简单,易于编程实现;而且能够快速设计出具有较好性能的匹配网络,非常适用于各种短波、超短波天线的匹配设计问题。     

一种两宽带天线共口径的设计

 给出了一种两宽带天线共用一个口径的设计.天线制作在420×200mm²的PCB板上,其中一副天线由阻抗加载的矩形及倒L形金属片构成,两者之间使用了一个低通匹配网络进行连接.此天线实现30~600MHz驻波比小于3的宽带匹配,其中86~110MHz之间为陷波设计.另外一副天线采用开式套筒结构,实现了800~1200MHz驻波比小于2.2的设计.利用天线1的低通匹配网络作为天线2的开式套筒,从而实现了共口径设计.     

天线宽带匹配网络的粒子群优化设计

提出了基于粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)设计天线宽带匹配网络的方法;采用了等效阻抗方法解决了UHF频段天线宽带匹配网络实际制作中元件值随频率畸变较大的困难;最后利用上述方法设计了一付30~512MHz全向超宽频带小型化天线的匹配网络,设计结果使得带内VSWR<3.0,并与实验结果吻合良好。     

天线调谐器Ⅱ型阻抗匹配网络参数估算

介绍了天线调谐器Ⅱ型匹配网络的组成结构和元件配置。对于给定的网络匹配后的电压驻波比(VSWR)门限值,定量分析了匹配网络中各元件的最小取值所必须满足的取值范围,得出了合理的估算值。对于决定网络匹配范围的各元件的最大取值,则依据天线输入阻抗的范围,给出了初步的估算值。通过对以上2类参数的估算,为后续的天线调谐器调谐算法设计及整体性能指标设计提供了参考。     

VHF/UHF天线宽带匹配网络的优化设计与实验研究

本文系统地研究了VHF/UHF天线宽带匹配网络的设计与制作.提出遗传算法与模拟退火法相结合的优化设计方法,解决VHF/UHF天线宽带匹配网络制作过程中元件值随频率较大变化引发的难题.最后,利用该方法研制了30~450MHz全向宽带小型化天线的宽带匹配网络.实验表明,带内VSWR＜3.0,且计算结果与测试结果十分吻合.     

基于EDA双鞭天线及匹配网络的设计

为了加速天线的设计及应用过程,用EDA软件工具对预设计的天线先进行仿真是一种有效的方法.这里讨论宽带双鞭天线及匹配网络的优化设计,根据直接优化法的思想,利用CST和ADS软件对天线及匹配网络参数优化.分析匹配网络电特性.设计及试验结果表明,天线系统在工作频带内具有良好的辐射效率和阻抗宽带性能,证明了这里所采用的方法是切实可行的.     

中波天线匹配网络设计思路及案例分析

中波天线匹配网络是中波广播系统的重要环节,能够有效地调配中波天线以提供更好的信号覆盖范围和质量。匹配网络是中波发射机将信号送至天线的重要“纽带”,其设计和实现具有至关重要的作用。为此,分析中波匹配网络的作用结构、设计思路及典型案例。     

中波天线调配网络原理及改频设计

中波天线调配网络改频设计需要保证其与天线阻抗、馈线阻抗严格匹配。为进一步提升中波天线调配网络改频设计实效,以实践应用为视角,分析阻抗匹配网络原理、抗干扰网络原理、中波天线调配网络改频原理,指出技术人员在中波天线调配网络改频设计过程中,应根据天线调配网络的总阻抗分析,确定匹配网络的具体类型;为避免LC串联谐振网络的回路造成中波发射机发射信号减弱,可以采用并联加串联的复合网络结构。在此基础上进行案例分析,以某中波天线调配网络改频项目为例,详细阐述原有531 kHz改为756 kHz的改频设计过程、调试过程。     

一种小型化超短波单极子天线设计

超短波天线在舰船飞机上应用很广,天线的小型化有利于提升其隐蔽性、稳固性,因此对天线的小型化设计显得异常重要。采用加载集总元件和宽带匹配网络的方式,设计了一款新型超短波天线。将宽带匹配网络做成一个微带电路结构与天线辐射单元直接相连的一体化设计,进一步减小了天线的长度;采用 Matlab 和 HFSS 软件联合仿真,并运用遗传算法优化计算全部集总元件的具体数值。天线在100 MHz~400 MHz频段范围内的驻波系数 VSWR(电压驻波比)小于3,水平方向全向辐射。天线和匹配网络总的物理长度仅为255 mm,实现了小型化的要求。制作了天线实物并测量,实测天线参数与仿真参数吻合较好,达到了设计目标。     

无源UHF RFID标签的低成本阻抗匹配网络设计

提出了一种符合ISO/IEC18000-6C标准的无源RFID(射频识别)标签的低成本阻抗匹配网络。该设计基于复功率波反射系数的概念,修正芯片输入阻抗,在片内添加阻抗匹配电路。通过变化芯片阻抗和天线共轭匹配及失配间切换,有效完成信号的调制反射。提出的电路结构简单,易于实现,在读写器、标签天线和芯片之间实现了功率传输的最大化,提高了芯片输入电压以及读写器对标签反射信号的识别率。采用该阻抗匹配网络的芯片基于chartered 0.35μm CMOS工艺实现。测试结果表明,在923MHz频带下,倍压电路输出可达1.47V,标签满足系统设计要求。     

一种短波鞭状宽带天线的设计

设计了一种短波鞭状宽带天线,天线体高度为10 m,直径为10 cm,利用FEKO电磁仿真软件建立了仿真模型。通过对天线体进行两点集总元件加载来改善天线低频段阻抗特性,利用遗传算法优化了加载点和加载位置,并在天线馈电端运用改进实频法进行匹配网络设计,使得天线在3³0 MHz频段内阻抗平稳。计算了天线的驻波比、增益和效率,并实际制作了一副天线进行了测试,实测天线驻波比和仿真计算结果相吻合,最大驻波比不超过2.8,可以和宽带发射机良好匹配,实现了天线的宽带化。     

A Miniature Quadrifilar Helix Antenna for Global Positioning Satellite Reception

The design is described of a very compact quadrifilar helix antenna. A hollow ceramic rod is used as a dielectric load to reduce antenna size, which is only 2.7% of an air-loaded quadrifilar helix antenna. A simple equivalent circuit is established for the proposed quadrifilar helix antenna to demonstrate impedance characteristics. A self-phasing method for achieving circular polarization is also proposed. This method is convenient for tuning circular polarization. Additionally, a compact matching structure is designed to match the proposed antenna, which only utilizes short transmission-line sections and one capacitor. For experiments, the proposed antenna is designed at 1.575 GHz such that it can be utilized for global position system. Measurement and simulation results agree. A hemispherical pattern with a beamwidth of 150 $^{circ}$ is measured. This circular-polarized pattern with a wide beamwidth is feasible for mobile applications.      

导抗圆图计算与广播电视网络匹配传输设计(1)

在广播电视网络匹配传输系统设计计算中，广泛应用以电阻、电导、电抗与电纳等构成的高频阻抗匹配网络，如在射频与微波领域，发射设备的级间耦合电路，末级功率放大与馈线间的调配网络等。当需要匹配的阻抗为实数阻抗时，网络的设计计算比较简单。但是，当需要匹配阻抗的电抗部分不容忽略，如晶体管在高频下的应用，或与发射天线匹配时，则数学计算公式变得较繁杂。现在介绍一种既适用于实数阻抗间又适用于实数与复数阻抗间的集中参数网络匹配的图解导抗圆图设计计算方法。通过理论分析，用大量设计实例说明导抗圆图因为比较方便、灵活、高效、快速，将成为广播电视网络匹配传输设计计算工程中一种标准的设计工具。     

具有紧凑馈电网络的宽带四臂螺旋天线

传统的自相移馈电四臂螺旋天线(QHA)由于最小回波损耗频点和最小轴比频点不在一个频率上,因此,难以在较宽的频带内同时满足良好的阻抗匹配和圆极化特性.虽然采用功分相移网络馈电可以解决上述问题,但是馈电网络尺寸普遍较大,难以应用于手持机上.本文提出了一种底部带有紧凑的功分相移馈电网络的四臂螺旋天线,可以在宽频带内实现四个输出端功率平衡输出,相位两两相差90度.所提出的馈电网络使得四臂螺旋天线既可以实现宽带圆极化辐射,又具有小尺寸,非常适合GPS、北斗移动手持设备的应用需求.     

Bandwidth optimization of an integrated microstrip circulator and antenna assembly. 1

A methodology for integrating a wideband circulator with a wideband antenna is considered herein. To accomplish this integration effectively, the conditions for perfect circulation are examined, whereby the port impedances of the circulator are allowed to be complex, treated as part of the design of the circulator, and couched in terms of network-scattering parameters. This approach allows for the design of a single matching network that interfaces between the circulator and the antenna, and effects a complex-to-complex impedance match for maximum power transfer. Simulation and experimental data for a stand-alone circulator and a compact circulator/antenna assembly are presented to validate the design methodology. The data shows that return loss and isolation on the order of 20 dB over a 4 GHz bandwidth about a 14 GHz center frequency was achievable, without the need of any post-fabrication adjustments     

基于Multisim 10的射频LNA仿真和设计

NI Multisim 10是著名的EDA软件,其仿真功能非常强大,RF电路中LNA的设计是一个难题。使用Multisim设计RF LNA电路,利用虚拟网络分析仪和Smith圆图,对典型RF LNA电路的各种参数进行仿真测试,进而设计阻抗匹配网络,优化电路性能,在设计实践中取得了很好的效果。这对于通信电子产品的设计,对于RF电路的教学和创新型实验具有重要的意义。     

最小失配的宽带天线匹配网络设计

本文从控制网络输入端口反射系数出发,提出了一种最小失配的宽带天线匹配网络的设计方法。利用精英保留非劣排序遗传算法分别设计了最小失配的天线无耗匹配网络和有耗匹配网络,实现网络输入端口反射系数和传输功率增益的多目标优化,并对匹配网络的传输函数对负载变化的灵敏度进行了分析。仿真实验表明,所设计的最小失配的匹配网络具有随负载变化灵敏度小的优点,证明了该方法的有效性。