一种小型平面超宽带天线的设计与实现

提出了一种新颖的小型平面超宽带天线。该天线由矩形微带天线的基本结构演变而来,为获得超宽带频率特性,设计时辐射单元下端采用了渐变结构,金属底板使用缺陷地结构。对天线的反射系数、方向图及增益进行了仿真计算和优化设计,实测结果为:天线的工作频段为3.1~13.0 GHz(S11<-10 dB),增益大于1 dB,具有良好的超宽带特性和全向辐射特性。     

小型化不规则阶梯型微带缝隙天线的设计

设计了一款基于贴片上开不规则阶梯型槽和接地面开矩形槽相结合的小型化超宽带微带天线,该天线通过DGS的接地面和在正方形贴片的两个角连续地插入三对矩形槽,形成阶梯形状,可以改变天线表面的电流路径,有效地增加电流路径的长度,与传统的微带天线尺寸相比,该天线的尺寸仅为11 mm×16 mm×1 mm,带宽比3.6∶1.利用Ansoft HFSS对该天线进行仿真分析,结果表明天线的-10 dB反射损耗频率范围为5.5～19.8 GHz,相对带宽达113％,在整个工作频段内具有良好的辐射特性,天线结构简单,易于制造,具有广阔的应用前景.     

一种改进的小型超宽带天线

为了有效地对超宽带天线进行小型化,通过对平面椭圆单极子超宽带天线进行切半和切边处理,设计了尺寸为10mm×17mm的小型超宽带天线。为了改善因对天线进行切半而恶化的全向辐射特性,在小型超宽带天线的辐射体中引入了缝隙结构。仿真结果表明:改进的小型超宽带天线在整个超宽带频带内具有良好的阻抗匹配和全向辐射特性。该天线的测量结果与仿真结果基本吻合。     

基于遗传算法的超宽带微带天线优化设计

将遗传算法应用于超宽带微带天线设计.建立了基于遗传算法和高频电磁仿真软件(HFSS)的优化工程.在此基础之上,优化设计出了一款超宽带微带天线.讨论了该优化工程的操作流程,并对天线特性进行了研究.研究结果表明:所设计天线在3.1～10.6 GHz频段内的回波损耗小于-10 dB,具有良好的超宽频带特性.     

超高频RFID小型化读写器天线设计

提出了一款应用于超高频段(Ultra High Frequency,UHF)(912 ~935 MHz)的射频识别(RFID)读写器圆极化单层结构微带天线,基板采用FR4 板材达到价格低廉、辐射贴片采用开槽的结构实现小型化、接地板采用开槽结构提高天线的增益,该天线实现了小型化设计,满足了天线的设计要求。利用三维电磁仿真软件对天线模型进行了分析,仿真与测试结果吻合良好。天线测试结果表明:回波损耗小于-10 dB 的阻抗带宽为25 Hz(910 ~ 935 MHz),轴比(AR)小于3 dB的带宽为21 MHz(914 ~935 MHz);在UHF 频段内,读写器天线的最大增益为-1.2 dB,所以本天线能满足我国射频识别读写器的应用要求,具有良好的应用前景。     

一种适用于WLAN 的新型小型化双极化天线

设计了一种可工作于WLAN 2.4GHz频段的小型化双极化天线.该天线采用双层对称结构介质板,把辐射贴片四边分别切割成凸字形形状,实现了天线小型化和有效展宽天线带宽.同时在接地板开4个对称的十字形缝隙,进一步拓宽天线带宽和明显减小天线的整体尺寸并提高了天线辐射性能.由此设计制作的天线实验结果为:小于-10dB回波损耗的频段为2.37 ～ 2.59GHz,相对阻抗带宽达9.1％,端口隔离度达到了33dB,增益最大值约3.63 dBi,表明该微带天线具有宽频带和良好的辐射性能.此外,该天线结构简单紧凑,易于加工制作和集成,适合应用于移动终端.     

小尺寸介质地板单锥天线

本文通过HFSS仿真和测试设计了一种频率覆盖2.05-15GHz的超宽带单锥天线。该天线运用了介质材料,并利用折叠结构将天线尺寸缩小,其尺寸与同类天线相比缩小了60%,实现了天线的小型化。通过hfss仿真实验证明天线在2.05-15GHz的频带范围VSWR〈2,天线的辐射方向图形状类似苹果,H面不圆度小于3dB,辐射方向为全向.所设计天线主要特点是超宽带,小型化,全向辐射。     

一种小型化宽带圆极化微带天线的设计

设计并加工了一种采用同轴背馈方式馈电的小型化宽带圆极化微带天线。针对单点馈电微带天线轴比带宽窄的问题,通过增加馈电网络对天线辐射贴片进行双点馈电以展宽轴比带宽,得到了良好的效果。馈电网络根据带状线理论设计,利用U形接地板巧妙地实现了宽带天线的结构小型化。通过对辐射贴片的双点馈电获得了令人满意的电压驻波比带宽和良好的圆极化性能。通过仿真和实际测试表明,该天线VSWR≤2的带宽达到了30％,3dB圆极化带宽约为26％,同时频带内天线的增益达到4dB。     

一种超宽带地板开槽单极子天线的设计

研制了一款超宽带印刷单极子天线。通过在接地板和单极子贴片底部开槽,展宽了天线频带,改善了天线带内特性,提高了天线增益。采用HFSS软件进行仿真,对天线模型参数进行优化,达到最佳设计效果。结果表明,改进后的天线-10 dB阻抗带宽为2.2~14.6 GHz,比原不开槽天线的-10 dB阻抗带宽增加了7.2 GHz。天线实现了小型化超宽带的同时,在整个超宽带匹配频段内,具有良好的驻波和方向图特性,在超宽带设备中有着很好的应用前景。     

一种新型Ku 波段超宽带微带天线的仿真设计

提出了一种新型Ku波段超宽带微带天线的设计方法,采用E型贴片和接地板"开窗"进行耦合来展宽带宽。使用电磁仿真软件HFSS 11进行仿真设计和优化,仿真结果表明该结构天线具有良好的超宽带和小型化特性,其电压驻波比(VSWR)小于2的相对带宽达到了59%,覆盖了12.3～22.5GHz的频率范围,同时,研究了微带天线的结构参数对S11的影响。最终制作天线并进行了测试,实测结果与仿真结果基本吻合。     

圆极化微带阵列天线的设计

研究了圆极化微带阵列天线的设计方法。重点讨论了用双馈电正方形单元天线实现圆极化、高增益阵列天线的实现方法,并利用Ansoft HFSS 软件进行仿真分析,仿真结果显示,在工作频带内天线增益>13 dB,驻波<1.3,方向图E面波瓣宽度>33°,H面波瓣宽度>33°。     

一种改进的U型槽超宽带微带天线研究

设计了一种改进的U型槽低剖面宽带微带天线,并考虑在尺寸为30.0 mm×30.0 mm×1.5 mm、由相对介电常数为4.4的FR4制成的覆铜介质基板上通过酸蚀制备该天线。利用仿真软件HFSS对该天线的参数进行了仿真和优化,并根据优化的天线尺寸进行了实际制作和测量。仿真及实测结果均表明:通过在U型槽臂加载弧形,该天线的频带宽度和相对带宽分别可达3.4～11.2 GHz(S11≤–10 dB)和107%,达到了展宽带宽的目的。该天线不仅可以实现超宽带,而且结构简单,尺寸小,易于集成。     

一种宽频带低损耗内监测网络的设计

介绍了一种小型化宽带低损耗内监测网络,该内监测网络位于相控阵雷达的T/R组件与天线之间,采用串馈形式,通过缝隙耦合将发射接收信号耦合输出。天线与组件之间的互联直通路采用同轴形式降低损耗,监测耦合路采用微带线形式减小体积,通过改变耦合缝隙的尺寸来调节耦合强弱,通过旋转耦合缝隙角度来调节耦合器的定向性,通过优化耦合区域微带线的线宽实现阻抗匹配。采用全波仿真方法对定向耦合器进行了优化设计,在12~18 GHz的频率范围内,端口的回波损耗均小于-20 dB,通带内耦合度在-32^-29.5 dB之间,定向性大于20 dB,性能指标优良;对所设计的内监测网络进行实物加工与试验验证,测试结果与仿真结果相吻合。     

Microstrip-fed printed lotus antenna for wideband wireless communication systems

A novel printed antenna, fed by a microstrip line, has been designed for wideband wireless communication systems. The new antenna shows a wide -10dB bandwidth of over 60%. In addition to being small in size, the antenna exhibits stable far-field radiation characteristics in the entire operating band with relatively high gain, low cross polarization, wide beamwidth, and good front-to-back ratio.     

一种新型小尺寸三陷波超宽带天线设计

文中提出了一种新型小尺寸具有三陷波特性的UWB天线。所设计的天线基本几何结构由50 Ω馈电线、圆形辐射贴片、缺陷地和一对开口谐振环组成,通过在天线的圆形辐射贴片上内嵌一对Y型贴片、地板上蚀刻出U型贴片和一对开口谐振环实现三陷波特性,天线的尺寸为30 mm×30 mm×16 mm。仿真和测试结果表明,该天线29~107 GHz的频段内回波损耗＜-10 dB,在37~42 GHz、515~5825 GHz和79~84 GHz3个频段内具有陷波特性,分别有效抑制了C频段的卫星系统、WLAN系统和X频段卫星系统对超宽带系统的干扰。在除3个阻带频段外的其余UWB工作频段范围内,有着良好的辐射方向特性和稳定的增益。仿真结果和实验结果表现出了良好的一致性。     

一种新颖的宽带圆极化单极天线

该文设计了一种新颖的宽带圆极化单极子天线,该天线采用微带馈电模式。天线由C型贴片和改进的地板组成,整个天线尺寸仅为25×25×1 mm3。通过在C型贴片上切角和在地板上增加三角形微扰结构,可以有效增加天线的阻抗带宽和轴比带宽。该文给出了天线的设计流程,从表面电流分布分析了圆极化天线的工作机理。加工了天线实物,并对其进行了测量。仿真和实测结果表明天线具有超宽的阻抗带宽和轴比带宽。天线的工作频带为4.35～12 GHz(相对带宽为93.6%),3 dB轴比带宽为4.15～11.8 GHz(相对带宽为95.9%)。测量了天线的辐射性能和增益特性,实测结果与仿真结果吻合较好,证明了该天线的有效性。该天线可以应用于超宽带无线通信系统和卫星通信系统中。     

Printed Wide-Slot Antenna for Wideband Applications

The design and analysis of a novel printed wide-slot antenna, fed by a microstrip line, for wideband communication systems is presented. Detailed simulation and experimental investigations are conducted to understand its behavior and optimize for broadband operation. The designed antenna has a wide operating bandwidth of over 120% (2.8-11.4 GHz) for S11 <-10 dB. In addition to being small in size, the antenna exhibits stable far-field radiation characteristics in the entire operating bandwidth, relatively high gain, and low cross polarization. By properly choosing the suitable slot shape, selecting similar feed shape and tuning their dimensions, the design with very wide operating bandwidth, relatively small size and improved radiation pattern is obtained. A comprehensive parametric study has been carried out to understand the effects of various dimensional parameters and to optimize the performance of the designed antenna. Results show that the impedance matching of this kind of antenna is greatly affected by the feed-slot combination and feed gap width, with the slot shape being a main contributor of the radiation characteristics. The simulated and measured Results for return loss, far-field E and H-plane radiation patterns, and gain of designed antenna are presented and discussed.     

一种新颖开槽切角圆极化微带天线单元的设计

为了简化方形切角圆极化微带天线单元的设计流程,提出了一种新颖的开槽切角圆极化微带天线单元形式。利用在微带天线单元上开矩形槽的方法,避免了调试切角圆极化单元的谐振频点和轴比时的反复迭代过程,缩短了调试时间。分析了矩形槽的不同宽度和深度对阻抗和轴比的影响,并通过仿真设计出一款性能良好的微带天线单元。单层微带天线单元仿真的最终阻抗相对带宽(S11 <-10 dB)为2. 05% (1. 980 ~ 2. 021 GHz);仿真的最终轴比相对带宽(AR<3 dB)为0. 50%(1. 995 ~2. 005 GHz)。加工了天线单元实物并进行测试,实测的阻抗相对带宽(S11 <-10 dB)为2. 05%(1. 975 ~2. 016 GHz);实测的轴比相对带宽(AR<3 dB)为0. 50% (1. 990 ~ 2. 000 GHz)。实测结果与仿真结果具有良好的一致性,验证了设计的正确性。     

Frequency independent microstrip stacked antenna

The advancement of technological development in the microstrip antenna and its applications in diverse areas, have given rise to the need for a frequency agile and frequency independent microstrip antenna which could be used for the same range of frequencies without altering the system. Requirements of such nature could be met by log periodic antenna. However, in the present endeavour a frequency independent microstrip stacked antenna consisting of nine elements operating in the S-band (2.000–4.000GHz) has been proposed. The developed antenna has been experimentally tested over an achievable band of frequencies from 3.200 to 3.920GHz. The antenna performance has characteristics like E-plane radiation patterns. The 3dB beamwidth, radiated power and VSWR show very similar behaviour for the different frequencies of operation obtainable in the S-band. The coaxial-fed microstrip stacked antenna provides an operational bandwidth of approximately 23%, i.e. 3.200GHz to 3.920GHz. The VSWR for the entire operational band is around 2 whereas the gain for the antenna is found to vary from 4.00 to 8.36dB. The 3dB beamwidth has been found to fluctuate between 16.8° and 23.5°. The designed antenna can be well suited for the practical broadband applications.     

基于分形的吸波材料及其在微带天线中的应用

在方形贴片完美吸波材料的基础上,通过Minkowski分形和开槽,设计了一种新型完美吸波材料,并分析了其吸波原理.将该材料加载于微带天线,用于减缩天线带内雷达散射截面(RCS).仿真结果表明,相比于方形贴片吸波材料,设计材料的谐振频率下降了8.6％,最大吸波率达99.97％.加载该材料后,天线的辐射性能没有降低,而其带内RCS得到有效减缩.实测结果与仿真结果较为吻合,表明了该材料可以用于微带天线的带内隐身.