浅谈分形技术在小型化微带天线中的应用

微带天线因其自身具有的体积小、重量轻、易集成等优点,自被成功研制以来便得到国内外专家学者的青睐.同时,随着信息社会的高度发展,移动终端的小型化已成为必然趋势,对终端天线的小型化需求也就更为迫切,微带天线的小型化研究对减小无线通信设备的体积非常有意义.本文在对近年来小型化微带天线的主要研究成果进行总结的基础上,重点分析了分形结构在微带天线小型化中的应用现状.     

高介电常数覆铜板在小型化微带天线中的应用

由于高介电常数覆铜板在小型化微带天线中的广泛、重要应用,本文对微带天线的小型化方法、微带天线的理论与设计和高介电常数覆铜板的制作进行了简要概述。     

双圆极化微带天线的设计

研究了小型化双圆极化微带天线的设计方法。重点讨论了实现双圆极化、宽波束宽度微带叠层天线小型化的实现方法,并利用仿真软件进行仿真分析,在此基础上研制了样件,对其电性能进行了测量,测量结果表明:此微带天线具有圆极化、宽波束宽度和小型化的特点。     

一种新型小型化差分微带贴片天线

基于天线小型化的考虑,设计了一款适用于WLAN802.11b(2.4~2.48 GHz)系统的差分小型化微带天线。该天线采用差分馈电方式,可以和差分芯片无缝连接。采用在贴片切槽方式来实现小型化,相对于传统差分微带天线,设计出的小型化差分微带天线尺寸缩小了33%左右。利用仿真软件HFSS对设计的差分小型化微带天线进行了仿真分析。数值分析结果表明:天线谐振频率约为2.45 GHz,天线增益约为7.15 d B,回波损耗约为-16.6 d B。     

基于左手材料的微带天线小型化设计

针对移动通信对天线小型化的需求,提出了一种基于左手材料实现微带天线小型化的方法。在谐振频率为5.8 GHz的微带天线的接地板上蚀刻圆形单开口谐振环(Circular Split Single-Ring Resonator,CSSRR)结构的左手材料,利用左手材料的后向波特性进行相位补偿,打破传统微带天线半波长电尺寸的束缚,从而达到天线小型化的目的。采用Ansoft HFSS软件进行仿真,分析了CSSRR结构的电磁特性和小型化天线的性能。仿真结果表明,小型化天线与传统微带天线相比辐射贴片的尺寸减小37.52%,带宽略有增加,增益等参数性能基本保持不变。而且该小型化微带天线结构简单,易于实现。     

基于左手介质的小型微带天线

用左手材料设计一种宽频带并且电尺寸小的微带天线,先用开口谐振环和金属杆设计出左手材料,并把它放在微带天线的基板中,利用左手材料的相位补偿特性实现了宽带微带天线的小型化设计。数值仿真结果表明,工作于10．5GHz时,加载了左手材料的微带天线的物理尺寸被大大减小了,天线尺寸从下降到0．21λ,突破了传统微带天线的半波长限制,并且相对带宽增加了5．31％,实现了微带天线的小型化设计。     

基于CRLH的小型化三频LTE微带天线设计

研究了一种基于复合左右手传输线理论(CRLH)的小型化三频长期演进(LTE)微带天线,利用CRLH的零阶谐振特性,实现微带天线的小型化,仿真结果显示微带天线的3个工作频段分别为1 840~1 860 MHz,2 130~2 160 MHz,2 620~2 660 MHz。准确覆盖频分双工(FDD) LTE规划的Band3,Band4和Band7,整个天线的电尺寸仅为0.17λ。最后通过对微带天线进行加工实测,验证了仿真的准确性和有效性。多频小型化天线不仅可以大幅节约基站的天馈资源,而且可以有效降低基站建设的成本,该方案具有很强的工程实用价值。     

一种微带开槽小型化飞行器天线设计

本文根据曲流原理,采用微带开槽技术,设计了一种基于传统半波微带贴片天线的小型化飞行器天线。对此 天线进行了天线与天线窗一体化仿真优化。该天线在主要性能指标不变情况下,明显减小了微带贴片尺寸。把这一设 计应用于实际微带天线调试过程中,发现了微带天线开槽调试法,实现了飞行器微带天线的双向调试,提供了一种新 的天线工程化设计思路。为飞行器小型化微带天线设计和调试提供理论参考,具有一定的理论价值和较高工程应用价 值。     

小型化高温超导微带天线研究

利用“阶梯阻抗”变换设计了一种小型化微带天线，采用在ＬａＡｌＯ３基片上外延生长的ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ（ＹＢＣＯ）薄膜制作成功小型化高温超导微带天线，其效率是相同结构金天线的９．１９倍。     

一种新型小型化微带天线的分析与设计

针对传统微带天线低频端尺寸较大的缺点,设计了一种新型微带天线结构,即通过采用在传统微带天线贴片下方挖出凹槽,将辐射板放入凹槽中的办法,设计了一副小型化微带天线。与普通微带天线相比,新型天线谐振频率降低了870MHz,阻抗带宽从原来的170MHz增至560MHz,且天线在整个工作频段内具有良好辐射特性,从而验证了该设计方案的正确性。