基于复合左右手传输线的天线小型化研究

利用周期加载串联电容和并联电感的左右手传输线结构设计了四元小型平面偶极子天线,它具有随着频率降低波长也会减小的独特性质,对天线进行了仿真和测试,短偶极子天线工作于n=-1(484 MHz),|S11|<-10dB相对带宽是2%,在自由空间的长度是0.19波长,仿真增益为2.2 dBi.同时对多元左手偶极子也进行研究,结果表明,这类结构的天线能在短波超短波段实现小型化.     

基于集总电容加载技术的小型化槽天线研究

提出了一种加载集总电容的小型化槽天线设计方案,首先给出该槽天线的物理结构和对应的等效传输线模型;其次依据电路模型推导出容性加载槽天线的谐振条件;然后由理论分析表明加载集总电容的槽天线具有更低的谐振频率,所提出的容性加载槽天线实现了小型化效果;最后通过建立电磁仿真和电路板制作验证方案的可行性。采用以上方法设计了一个中心频率为900MHz、带宽为5.4%、增益为4.24dBi的小型化槽天线。传输线模型、电磁仿真与实物测量结果表明,通过加载集总电容设计的槽天线体积比未加载电容的槽天线体积减小了42%,有效地实现了槽天线的小型化。     

对数周期偶极天线的设计与仿真

针对几种常用电磁仿真软件进行了分析比较。在此基础上,结合项目关于天馈系统的设计要求,选用CST电磁场数值计算软件对对数周期偶极子天线进行了设计、优化与仿真,所得仿真计算结果与测试结果具有较好的一致性。该方法省去了一般LPDA设计中通过测量了解其电特性所必须花费的时间和财力,极大地缩短了设计时间,为天线的设计方案提供了可靠的理论判据。     

一种小型化UHF频段RFID标签天线设计

一种折合偶极子标签天线及其优化的设计方案,满足了射频识别标签天线小型化的实际需求.其主要利用折合偶极子天线的具体尺寸和仿真结果,采用柱面共形结构进行小型化的结构而设计,并对实物进行仿真.经测试与仿真后结果表明:标签天线工作在中心频率910 MHz处,增益达到5.65 dBi,电压驻波比小于1.5,相对阻抗带宽为80 MHz.天线能保持较好的工作性能,可广泛用于非平物体追踪识别.     

短波小型化软振子对数周期天线设计和实现

针对传统短波对数周期天线尺寸大、架设困难等问题，提出了一种工作在4～30 MHz的小型化短波软振子对数周期天线。该天线采用立体三角形偶极子和平面四边形偶极子等宽带天线作为振子单元，并将结构拉线作为最长振子加载，有效扩展天线的最低工作频率；同时最长天线振子采用折合偶极子形式，减小了侧翼桁架对天线性能的影响。电磁计算软件FEKO仿真与样机测试表明，该天线在工作频段内具有较小的电压驻波比和稳定的方向性。     

方环对数周期天线的设计与特性分析

以方环为基本单元,按照对数周期偶极子的排列形式组成方环对数周期天线,并用仿真软件CST进行了设计、分析和优化。结果表明,方环对数周期天线具有理想的增益及带宽,同时其结构尺寸比常用的对数周期偶极子天线减小了一倍多,达到了天线小型化的目的。     

基于左手材料的微带贴片天线

为实现微带天线的小型化,提出了一种基于左手材料的微带贴片天线。该天线在普通贴片天线底板上加载左手结构,利用左手材料的相位补偿特性,突破了传统微带天线的半波长限制,实现了微带天线的小型化设计。利用电磁仿真和实验分析了天线的性能,实验结果表明,加载左手材料结构的微带贴片天线的电性能优于传统贴片天线,且尺寸仅为传统天线的67.5%。     

基于RFID应用的小型化印刷偶极子天线设计

为了研究满足工程需要的RFID标签天线,以2.45 GHz工作频段为例,给出了印刷偶极子标签天线以及其小型化设计。所设计的2.45GHz印刷偶极子标签天线的性能指标为：在驻波比小于1.5时,工作带宽约为450MHz;天线增益为1.4dB;天线尺寸大小为37mm×45.8mm。小型化后的天线尺寸缩小为31.8mm×28.5mm,面积减小了约47%,在驻波比小于1.5时,天线带宽约220MHz,天线增益为1.2dB。此外,给出了小型化天线的实测结果,并且与理论结果进行了比较,结果吻合良好。     

钻孔雷达定向天线仿真与设计

采用分布介质加载和集中电阻加载宽带小型化技术, 设计了一个四方向的定向天线. 天线中心频率处方向图前瓣增益比后瓣增益大28dB, 天线主瓣增益为5.4dB, 天线辐射的前向与后向时域脉冲波形峰峰值之比大于3, 时域电场脉冲波形拖尾小于主峰幅度1/5. 通过全向、定向钻孔雷达天线进行联合仿真, 结果表明天线定向效果明显. 为了验证天线性能, 实际加工制作了仿真的天线, 并进行测试, 测试得到的天线S11与仿真结果吻合.     

加载螺旋天线的优化设计

采用螺旋式结构以及加载的方法可以使天线小型化和宽带化。研究了遗传算法和矩量法相结合的方法来快速优化设计宽带小型化加载法向模螺旋天线。采用基于曲线基函数和检验函数的矩量法来快速精确分析法向模螺旋天线，然后结合遗传算法对加载法向模螺旋天线上的加载集总元件的值、加载位置以及匹配网络参数进行一体化优化设计，并采用Sherman-Morrison-Woodbury公式来快速求解加载元件值和加载位置改变后的阻抗矩阵方程，提高了优化设计的效率。     

天线阵列获得最大功率增益时最优激励问题分析

首先对天线阵列获得最大功率增益时的最优激励问题进行了理论推导;然后给出了天线阵列的增益与方向函数;最后以对数周期天线为例,利用Mat lab语言编程计算了不同波束指向上最大功率增益所需的激励,得到了最优激励时阵列的各种电参数。所得结果表明:最优激励下的阵列具有更好的电性能,据此建立的最优激励与最大功率增益的数据库,可方便地用于对对数周期天线阵的深入研究中。     

张角变化对对数周期天线及其阵列特性的影响

针对对数周期天线作为阵元，可以实现在空间上合成大功率的目的。利用微波网络理论与矩量法相结合，系统地分析、计算了单个对数周期天线的输入阻抗、增益及方向特性与其张角的关系，分析了扇形阵列的电特性与单元天线之间张角的关系；所得结果在天线组阵中对单元天线的合理选择与布局有着重要的指导意义。     

基于遗传算法的线阵天线优化

运用遗传算法对较为广泛应用的线阵天线进行优化设计与分析. 详细讨论遗传算法应用于线阵优化的基本问题,将矩量法和遗传算法相结合优化出八木宇田天线阵和对数周期天线阵,两种天线优化后电性能和有关文献相比有较大提高,尤其是在降低对数周期天线方向图波瓣前后比时无须增加天线结构,同时可以优化驻波系数、增益等重要参数,从而实现天线指标的最优调和,表明遗传算法在线阵优化上具有极强的适用性.     

频率与方向图可重构锯齿偶极子微带天线的设计

为了满足无线通信高速数据需求和微带天线的小型化,设计了一种频率和方向图可重构锯齿偶极子微带天线,该天线包括2个锯齿状振子,分别印制在介质板的两面。通过改变锯齿振子上PIN二极管的工作状态,使天线的局部结构和表面电流分布发生变化,实现天线频率和方向图的可重构。实验结果表明,该天线在1.88～2.85GHz频段内实现可重构的功能,覆盖了主要的无线通信频带。在工作频段内,天线的H面方向图具有全向特性,E面方向图实现了波束扫描。     

基于对数周期天线圆形阵的测向算法

以对数周期天线圆形阵为基础 ,提出了一种比幅测向算法 ,并对算法性能进行了分析 .该算法可以获得较高的测向精度 ,测向精度对天线单元的波瓣宽度及天线单元数目依赖性小     

一种低副瓣锐截止波束赋形阵列天线设计

采用联合DFP和BFGS变尺度,结合全局寻优算法,通过优化阵列各单元馈电幅度和相位分布,设计了一种满足低副瓣锐截止波束赋形要求的阵列天线.该阵列由26个印刷振子单元天线组成,各单元馈电电路采用带状线环形桥.馈电电路网络采用带状线结构,整个馈电网络和印刷天线采用一体化设计,具有插入损耗小,结构紧凑的特点.实测表明,3dB波束宽度为11°,水平面锐截止为5.83dB/(°),副瓣低于-20dB.天线设计满足指标要求,并已获得应用.     

圆盘单极超宽带天线特性研究

随着超宽带通信和软件无线电技术的深入研究,宽频带与小型化成为当前天线研究领域的热点.圆盘单极天线是一种小型化、馈电简单的超宽带天线.对其进行了详细分析,给出了这种天线的设计方法,讨论了天线尺寸对于其阻抗特性和辐射性能的影响;通过基于时域有限积分法的软件包进行了仿真计算,得出了该天线具有大约30个倍频程的阻抗带宽和方向图带宽,群延时接近常数,并测量了它的阻抗特性.研究结果表明:圆盘单极天线不仅在频域具有超宽带特性,而且具有稳定的相位中心,适合作为时域通信系统天线.     

一种半U型开槽叠层宽带微带天线的设计

为了扩展微带天线频宽,缩减微带天线尺寸,更多的在宽频带小型化的环境中应用,利用多层技术、缝隙耦合技术,根据对称性原理,在辐射贴片和寄生贴片上分别开半U型槽缝,提出了一种新颖的半U型开缝叠层宽带微带天线.这种天线增益较高,方向性较好,阻抗带宽达到20.8%,其平面尺寸相比传统的U型开缝叠层天线缩减了50%,在小型化上做出了尝试.因为天线结构紧凑,单元之间的互耦效应小,所以十分适合组阵.最后仿真并加工制作了4单元子阵,实测效果令人满意.