加载短路钉微带天线的理论分析

从微带天线腔模法出发,结合叠加原理,提出了加载短路钉微带天线中,同轴馈线内部导线和加载的短路钉上电流比的概念。并利用此概念来分析加载短路钉微带天线内部的电磁场分布和谐振特性、阻抗特性以及辐射特性等。本文给出了加载单个短路钉矩形微带天线的分析,并将本文结果和Zeland软件的仿真结果进行对比,加载短路钉可以以较小天线尺寸实现较低谐振频率,验证了本文方法的有效性。     

微带天线技术(下)

微带天线的设计步骤本节介绍矩形和圆形微带元天线的设计步骤。对简单的矩形元或圆形元来说,利用初期提出的理论模型来产生设计曲线。另外根据实验给出了微带元基本形状修正的步骤,以便获得更高的或特殊的性能特性。这里给出的资料使天线几何结构(微带元的形状、尺寸、基片厚度、介电常数和馈电形式与位置)与天线性能(谐振频率、谐振电阻、带宽、效率、极化和增益)相关。矩形微带天线矩形微带天线的设计从确认下列事实开始,即用微带元的尺寸b稍小于基片内的波     

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。     

折叠短路式小型化双层微带天线

微带天线在各种内置天线通讯系统中有非常重要的应用.为满足便携式设备小型化的需要,该文介绍一种折叠式双层正方形微带贴片天线.此天线根据曲流原理,把常规的微带天线进行折叠.与常规微带天线相比,折叠式微带天线的尺寸减小了60%以上.折叠天线结构紧凑,便于加工制作.文中给出了天线的详细设计方案以及仿真结果.仿真结果证明该设计完全可以满足工程要求.     

新型小型化圆极化微带天线

本文介绍一种新颖的单馈点圆极化矩形微带天线，它利用新型磁性材料基片和开槽设计实现了小型化。文中基于时域有限差分法分析，给出了矩形贴片中心槽和边槽不同尺寸对天线输入阻抗和反射系数的影响，并得出其设计原则，同时给出了实验天线的测试结果。实验天线的圆极化轴比带宽（小于3dB)约为3.5%，而阻抗带宽（驻波比小于2）达12.6%，约为常规设计的5.5倍，而其尺寸比常规矩形微带天线减小了40％以上。可见这种设计可以满足一些实际应用（如GPS天线）的需要。     

声表面波射频识别系统的阅读器微带天线设计

基于微带天线的基本理论,设计了一种适合用作声表面波射频识别系统的阅读器天线。首先,计算分析了该微带天线的基本尺寸,并利用ADS软件设计了有阻抗变换器功能的微带线,使天线输入阻抗达到50Ω;然后,利用HFSS软件进行了微带天线的建模仿真和参数优化,确定了天线的最终尺寸;实际制作天线并对其进行了测试,测试结果和仿真数据吻合较好,在谐振频率处驻波比小于2;最后,结合阅读器对标签进行了无线测试,验证了阅读器天线的可用性。     

应用于卫星电视广播接收微带天线的设计

本文设计了一种应用于卫星电视广播接收(Ku波段)的左旋圆极化微带天线,分析并仿真了天线的几何参数对天线工作性能的影响.通过对各几何参数的优化,使天线具有良好的轴比特性和辐射特性,并可作为阵元组成卫星接收微带天线阵列.     

基于双层FSS 的X 波段高增益微带天线*

设计了基于双层频率选择表面FSS(Frequency Selective Surfaces)的高增益微带天线.基于双调谐峰原理,设计了具有良好频率选择特性的双层FSS,将其作为微带天线的覆层,制备了一种X波段高增益新型微带天线.利用射线理论,分析了新型天线的工作机理,并通过实测对仿真结果进行了验证.实验结果表明:相比于传统微带天线,加载覆层后的新型天线带宽没有变化,而其方向性得到了明显改善,鼻锥方向增益提高了6.6dB.     

高温超导微带天线的谐振特性研究

传输线模型是分析微带天线的一种最简单的方法，但其未将导体的特性参数考虑到天线的分析中去,针对这一缺点,为研究超导体的表面阻抗对高温超导微带天线输入阻抗和谐振频率的影响,把导体特性对天线的影响看作一种微扰来处理,对传统的传输线模型进行了修正,并通过与谱域矩量法相比较,验证了修正后方法的有效性.进而利用修正后的方法计算分析了高温超导矩形微带贴片天线的输入阻抗和谐振频率,给出了关于高温超导微带天线输入阻抗和谐振频率的若干结论.     

层状磁电复合基板微带天线设计及应用

 本文提出一种新的小型化、宽频带微带天线.采用以层状磁电复合材料为基板的微带天线形式,推导了设计公式并给出计算结果.与介质基板矩形微带天线相比,该磁电复合基板天线的尺寸缩小了40%多,而带宽约为6%,是介质基板天线4倍.     

一种用于WLAN的宽频带微带天线

采用双层结构拓展矩形微带天线带宽,利用有限积分法软件研究了寄生单元大小、以及两层贴片间的空气间隔对天线性能的影响。优化设计出的天线在电压驻波比(Voltage Standing Wave Ratio,VSWR)≤2的情况下,将原普通贴片天线4.5%的带宽提高到了23.6%,且增益在整个频带范围内达到6dB以上。该天线的工作频带完全覆盖无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN)的IEEE802.11a标准(5.15～5.825GHz)。实验测量结果与数值模拟结果相吻合。     

高温超导天线在天线RCS减缩中的应用

高温超导(HTS)体由于具有较低的表面电阻,在天线应用中,它可以提高天线的效率.天线作为特殊的散射体,会将部分接收的入射场再辐射出去,而超导天线散射场的强度可以通过控制温度来进行控制,并且高温超导微带天线可以实现天线小型化,这就可以实现减缩天线雷达散射截面(RCS)的目的.对高温超导线天线和微带贴片天线的分析结果证明了结论的可行性.这是超导体除了增加天线效率以外的在天线设计方面的另一个应用.     

K波段高增益超材料微带天线的拓扑优化设计

超材料微带天线的设计通常依赖经验,其中超材料基元的设计多以尺寸优化和形状优化为主。研究了常规超材料对微带天线增益性能的影响,发现其对增益性能的提升效果有限。提出了一种基于遗传算法的高增益超材料微带天线拓扑优化设计方法,对超材料基元采用整体设计的方法,以天线增益最大化为设计目标,以覆铜贴片方格子的有无为设计变量,建立了K波段(24 GHz)超材料微带天线的拓扑优化模型。进而基于遗传算法的求解策略,获得了一种新颖的超材料微带天线构型。仿真结果表明优化后的超材料微带天线侧向辐射得以抑制,其最大增益提升到10.5 dB,与普通微带天线相比性能提升了35%。同时通过改变覆铜贴片格子的布置规模对优化设计结果的收敛性进行分析,分析结果显示创新构型超材料微带天线设计结果是收敛的,且10*10方格子规模下的创新构型制备性价比最高。最后研究了超材料基元单独设计与整体设计的天线工作频率匹配对比,对比结果证实了超材料基元采用整体设计对于超材料微带天线拓扑优化是非常必要的。     

共面耦合馈电小型化E-E形及半E-E形宽带微带天线

提出并设计了一种可应用于多频段无线通信的小型化宽带微带贴片天线.天线采用共面容性耦合的馈电方式补偿探针的分布电感,应用FR4高频介质板与空气层组成的层叠介质、E-E形和半E-E形辐射贴片缩减天线的尺寸.结果表明,E-E形微带天线和半E-E形微带天线的阻抗带宽分别为1.85～2.57 GHz(相对带宽32.6％)和1.85～2.50 GHz(相对带宽29.9％).和普通E形微带天线相比,E-E形和半E-E形微带天线的贴片面积缩小了47％和61％.     

Compact circularly-polarised circular microstrip antenna withcross-slot and peripheral cuts

Novel compact circular-polarisation (CP) operation of a circular microstrip antenna, with a cross-slot in the patch centre and a pair of peripheral cuts at opposite sides of the patch boundary, is proposed and experimentally studied. For operation at a fixed frequency, the proposed antenna using a single probe feed, can have an antenna size reduction of ~20% as compared to regular size CP operation of a circular microstrip antenna. Details of the experimental results are presented and analysed     

Broadband quasi-microstrip antenna

A new printed microwave antenna is presented. The antenna is a hybrid between a wire antenna array and a microstrip patch antenna. Although the size, cost, and efficiency are comparable to the microstrip patch, the voltage standing wave ratio 2:1 bandwidth of the antenna presented here is above 20%. The radiation pattern of the antenna does not change appreciably within the bandwidth, and the theoretical efficiency for optimal antennas remains above approximately 80% within the bandwidth. Measurements on several antennas around 2 and 4 GHz are presented, as well as theoretical results obtained using a full-wave analysis     

Single-feed square-ring microstrip antenna with truncated cornersfor compact circular polarisation operation

A novel circular polarisation (CP) design of a single-feed square ring microstrip antenna with truncated corners is described. Experimental results show that the proposed design has a reduced antenna size as compared to the conventional circularly-polarised square microstrip antenna with truncated corners at a given operating frequency. Also, the required size of the truncated corners for CP operation is larger for the present design than for the conventional design using a square microstrip patch, which suggests that the fabrication tolerance is relaxed for the present design. Typical results are presented and analysed     

Compact triangular microstrip antenna

Loading a triangular microstrip antenna with a shorting pin can significantly reduce the antenna size at a given operating frequency. Experimental results of such a triangular microstrip antenna are presented. Variations of the resonant frequency of the triangular microstrip patch with different shorting-pin positions are given, and comparisons of the compact and conventional triangular microstrip antennas are also presented and discussed     

Small microstrip patch antenna

A novel small microstrip patch antenna is presented. The probe-fed circular microstrip patch incorporates a single shorting post which significantly reduces the overall size of the antenna. Experimental and theoretical impedance behaviour and radiation characteristics of the modified patch are given. Very good agreement between experiment and theory was achieved     

Design of a compact broadband microstrip patch antenna with probe feeding for wireless applications

In this paper the design and development of a compact broadband probe-fed Microstrip patch antenna for bandwidth improvement and antenna size reduction in a single design is proposed. The well-known technique of effective substrate thickness increment is performed to improve the impedance bandwidth, whereas for size reduction the electrical length of the conducting patch has been increased. A compact probe-fed inverted U-shaped microstrip patch antenna with a W-shaped ground plane has been designed and the experimental results are presented.