一种新型Ka频段圆极化微带天线设计

提出了一种Ka频段圆极化微带天线的新设计,采用缝隙耦合馈电方式,通过在接地板开L型缝隙实现天线的圆极化工作。对天线阵列进行了仿真优化和加工实测,仿真和测试结果表明了设计的可行性。天线仿真和实测的相对阻抗带宽分别为3.9%和4.2%,仿真和实测的轴比相对带宽分别为2%和3.5%。天线具有良好的圆极化特性,可应用在卫星通信中。     

Ka频段宽带圆极化微带天线

面向Ka频段高通量卫星对天线的需求,设计了一种Ka频段宽带圆极化微带天线.天线单元主要由圆形辐射贴片和缝隙耦合馈电结构组成,通过两个类T形缝隙结合实现宽带圆极化.天线仅有三层金属层,结构简单.仿真结果显示,天线单元的相对阻抗带宽为31.5%(25.1～34.5 GHz),相对3 dB轴比带宽为20.3%(26.5～32.5 GHz).由于单元尺寸较小,不便于对其性能进行验证,因此利用该天线单元组成2×2天线阵列,并进行加工测试.仿真与试验结果表明,天线阵列阻抗带宽以及3 dB轴比带宽可以覆盖25.6～33.1 GHz频率范围,实测结果与仿真结果一致性良好.     

一种基于缺陷地结构的小型三角微带天线

设计一种基于缺陷地结构(DGS)的三角形微带天线,通过在三角形贴片表面和三角形接地面上分别嵌入冰晶状槽和DGS实现双频操作,同时增加了天线的带宽,并使用Ansoft HFSS软件对天线进行仿真,天线覆盖Wimax 3.5/5.5 GHz两个频段,对应的10 dB回波损耗带宽分别是9.1%(3.36~3.68 GHz)和1.8%(5.45~5.55 GHz)。此外,通过对介质基板的形状进行比较后发现,与通常使用的矩形介质基板相比,三角基板具有更好的阻抗带宽和更小的体积。最后,对天线进行加工和测试,在3.5 GHz和5.5 GHz频段对应的实测带宽是8%(3.38~3.66 GHz)和1.6%(5.44~5.53 GHz),测试与仿真结果基本一致。     

一种双层宽频微带天线的设计

提出一种紧凑型双层微带天线,在贴片上开"十"形缝隙来实现天线的双频带,通过加载短路探针和接地板挖槽的方法降低天线的谐振频率,提高带宽和实现小型化。利用电磁仿真软件HFSS 13.0对天线进行了仿真,仿真结果表明,该天线在回波损耗小于-10.0 d B时,天线工作频段为2.38~2.77 GHz,带宽约为390 MHz,天线的相对带宽为15.15%,天线的尺寸相对于普通微带天线降低了65.41%,该天线的带宽有很大的提高,且结构简单易实现,可用于无线通信系统中。     

EBG结构磁性材料微带天线的研究与设计

以磁性材料(JV-5)作为基板,设计双L型结构的微带天线,带宽是普通基板的2倍以上,尺寸缩小了40%。在此基础上引入电磁带隙(EBG)结构,设计了一种基于磁性基板EBG结构的微带天线,该EBG结构采用接地板腐蚀性,即在地板上腐蚀出周期H型和圆形结构,采用电磁仿真软件HFSS14.0进行仿真设计。结果显示,与非磁性材料做基板的微带天线相比,EBG结构磁性材料具有小型化和宽频化突出优点,相对带宽达到10%以上,增益方面略有降低,引入EBG结构后能在一定程度上减小了天线的尺寸同时增大了天线的带宽,改善了天线的增益和辐射特性。     

EBG结构磁性材料微带天线的研究与设计

以磁性材料(JV-5)作为基板,设计双L型结构的微带天线,带宽是普通基板的2倍以上,尺寸缩小了40%。在此基础上引入电磁带隙(EBG)结构,设计了一种基于磁性基板EBG结构的微带天线,该EBG结构采用接地板腐蚀性,即在地板上腐蚀出周期H型和圆形结构,采用电磁仿真软件HFSS14.0进行仿真设计。结果显示,与非磁性材料做基板的微带天线相比,EBG结构磁性材料具有小型化和宽频化突出优点,相对带宽达到10%以上,增益方面略有降低,引入EBG结构后能在一定程度上减小了天线的尺寸同时增大了天线的带宽,改善了天线的增益和辐射特性。     

一种新型低剖面宽带微带开槽天线的设计

针对低剖面微带天线,提出一种新型的带宽展宽方法。通过在低剖面E-形微带天线中引入分布式LC谐振电路,使得该分布式LC电路产生的谐振点与低剖面E-形微带天线的固有谐振点相互靠近,从而有效地拓宽了天线的带宽。基于该设计思想,设计出工作于AMPS频段(824～894MHz)的低剖面微带天线,该天线的空气层厚度仅为0.0344λ0,远小于国内外文献报道的同类天线。测量结果表明:设计出的低剖面微带天线工作带宽达到9%(VSWR2),而且在该阻抗带宽内具有良好的辐射特性。该设计思想同样适用于其他形式的低剖面开槽微带天线设计。     

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。     

超短波宽带微带天线的应用研究

采用以空气作为介质的双层微带天线结构,设计一款工作于超短波频段的宽带微带天线,当其驻波比VSWR＜2时,带宽达到了24.3%;当VSWR＜1.5时,带宽达到了20.2%.该天线同时还具有宽带圃极化和高增益特性,其3 dB轴比带宽为25.7%,频带内增益约为9 dBi.用Ansoft HFSS软件进行仿真计算及优化设计,并对实际天线进行了测试.测试结果与仿真结果具有很好的一致性.     

一种小型超宽带微带天线

给出了一种小型化超宽带微带天线,该天线采用微带线对半圆形和矩形组成的阶梯状辐射单元进行馈电,基板背面为相似形缺陷地结构窗口。天线参数采用电磁仿真软件CST进行仿真和优化。所设计的小型化超宽带微带天线相对带宽达144.9%(2.15～13.47GHz),带内回波损耗均在-10dB以下,整个工作频段内天线的增益平均在4dB以上,天线的辐射方向图形状在频带内基本保持不变。该天线具有结构紧凑和形状简单的特点,易于加工和集成。最终实际制作了天线样品,并进行了测试,实测数据与仿真结果吻合良好。实验结果表明该微带天线具有良好的小型化和超宽带特性。     

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。     

一种新型宽频带三角形微带天线的设计

提出了一种展宽三角形微带天线工作带宽的新方法。通过在三角形微带贴片加载与侧边平行的缝隙来实现双频,添加垂直于底边的缝隙使两个频点靠近,经仿真软件优化后,最终实现频带展宽。仿真结果表明,所设计天线的工作带宽(VSWR<2)是普通三角形微带天线的4倍,且天线尺寸与同频率未加载缝隙的天线相比缩小5%。进行了实物加工与测量,实验结果与仿真结果吻合,证明了所提出方法的有效性。     

一种小型宽频带缝隙天线的设计

设计一种结构新颖紧凑的小型宽频带(带宽10 GHz)微带天线。以24 mm×23 mm×1.6 mm的FR4为基底,在基底接地面中心位置设计一个正六边形和一个对称的十字交叉型贴片组成的缝隙来增大工作带宽,基底另一侧是一条微带线。用电磁仿真软件Ansoft HFSS对该天线进行模型仿真和结构优化,并进行加工和测试。结果显示该天线工作频段覆盖3.6～13.6 GHz,阻抗带宽为116%,辐射特性良好,给出了反射损失曲线和辐射方向图,测试结果与仿真结果基本相同,为宽频带无线通信的研究提供了一定的参考。     

应用于北斗和GPS的双频小型圆极化微带天线

介绍了一款能同时应用于北斗卫星导航系统B₃频段(1 268 MHz,±10 MHz)和全球卫星导航系统(GPS)L₁频段(1 575 MHz,±2 MHz)的双频小型圆极化微带天线,并通过叠层技术实现了天线的双频工作性能。采用相对介电常数为9.7的介质材料和表面开槽技术减小了天线尺寸,达到了小型化的要求。通过切角的方法实现了天线的右旋圆极化工作方式。同时,利用基于有限元法的HFSS仿真软件对天线进行了参数仿真和调试。仿真结果表明,在B₃频段天线具有2.2%的阻抗带宽(VSWR<2)和0.5%的3 dB轴比带宽,在L₁频段天线具有3.1%的阻抗带宽(VSWR<2)和0.5%的3 dB轴比带宽。天线仿真结果满足北斗和GPS指标要求,因此具有良好的应用前景。     

基于超表面的宽带低剖面圆极化天线设计

设计并制备了一种基于超表面的宽带低剖面圆极化天线。该天线由上下两层构成,下层是传统的线极化缝隙微带天线,上层是由方形切角单元构成的超表面。分析了超表面将线极化波转换成圆极化波的工作原理,并对影响天线圆极化带宽的参数进行了优化。仿真结果表明:加载超表面后,不仅使天线辐射圆极化波,还扩展了天线的阻抗带宽,天线相对阻抗带宽达到17%,3 dB轴比带宽达到7.2%。为了验证设计的有效性,加工、测试了天线实物样品,并与仿真结果进行了对比。实测结果与仿真结果吻合较好,说明该天线具备宽带圆极化特性。最终天线整体尺寸仅为0.4λ×0.4λ×0.03λ,天线的剖面较低,非常有利于与载体共形的应用。     

新型光子带隙宽带双极化微带天线设计

设计了一种基于光子带隙（PBG）高阻表面的宽带双极化微带天线。将PBG高阻表面地板应用到设计的缝隙耦合微带天线上,实现了C波段阻抗带宽为22%（VSWR<2）的宽带双极化天线单元。仿真结果表明,与加金属地板的情况相比较,设计得到的PBG高阻表面在减缩剖面的同时,改善了天线的阻抗带宽、增益、端口隔离度和交叉极化,其中端口隔离度最大可以提高约8dB、轴向交叉极化可以提高约4dB。     

小型化双频圆极化天线设计

为减少多径损耗、抗极化失配并同时满足无线设备对小型化、多频段的需求,提出了一种小型化、宽轴比的双频圆极化天线。天线采用相对于馈线不对称的矩形接地板,实现Wi-Fi(5.15～5.35 GHz)频段圆极化辐射。在此基础上,通过对接地板进行切角处理并刻蚀两个宽度不等的L形缝隙,在不改变天线尺寸的情况下产生低频谐振频率,使天线同时工作在UHF(840～960 MHz)频段,并具有小型化特性。通过在接地板上加载两个高度不等的矩形枝节以及在圆形辐射贴片上刻蚀臂长不等的斜十字形槽,拓宽低频轴比带宽并降低两个频段的轴比值,实现宽轴比的双频圆极化辐射天线。天线最终尺寸为60 mm×60 mm×1.6 mm。仿真与测试结果表明：天线的相对阻抗带宽分别为62.6%(0.79～1.51 GHz)和34.1%(3.84～5.42 GHz),3 dB轴比带宽分别为108.1%(0.34～1.14 GHz)和7.2%(5.08～5.46 GHz),具有良好的辐射特性,可应用于UHF和Wi-Fi频段。     

一种K波段小型化MIMO天线设计北大核心CSCD

针对K波段微带天线具有体积小、方向性好等优势,设计了一款小型化多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)天线。通过对辐射贴片切角、接地板刻蚀缺陷地结构,保证天线小型化的同时拓宽带宽;通过在接地板加载多开口槽矩形寄生单元,降低中低频处耦合,刻蚀互补开口谐振环(Complementary Split-Ring Resonator,CSRR),在固定频点处产生谐振,隔离度有效提高。利用三维电磁仿真软件和矢量网络分析仪分别对该天线进行仿真与实测,结果表明:天线整体尺寸极小,仅为15 mm×24 mm×0.8 mm,天线在17~27.2 GHz(相对带宽达到46.2%)工作频段内S_(11)≤-10 dB,S_(21)≤-18.3 dB,包络相关系数ECC小于0.001。天线特性良好,可广泛应用于无线通信、射频识别及民用雷达等领域。     

一种新型宽频带微带天线的研究

宽频带技术是研究微带天线的关键之一。天线采用空气介质层,通过在脊形接地板顶端用同轴探针对单层方形贴片进行馈电,在减小探针产生电感的基础上,实现了工作宽带的扩展。利用Ansoft HFSS软件对天线进行了建模仿真和优化;通过实物加工和测试,仿真和测试结果都表明设计达到了预期目的:该天线的仿真和实测驻波比VSWR≤2的阻抗带宽达到66.67%,覆盖了1 GHz~2 GHz的频率范围,同时该天线还具备了宽波束特性,具有一定的工程实用价值。     

一种新颖的双频微带天线设计

为了满足WLAN和Wi MAX双频无线通信,设计了一种结构简单的1/5双频微带贴片天线,该天线采用50Ω微带线馈电,集总端口激励方式。通过HFSS13.0仿真分析,天线可同时工作于Wi MAX(5.25 GHz)和WLAN(2.45 GHz)频段。仿真结果显示,优化后的天线在2.45 GHz和5.25 GHz频段的相对带宽分别为10%和22%,最大增益分别为2.33 d B和3.10 d B。带宽满足微带天线带宽的要求,且天线的辐射特性良好,结构简单,易于生产,有很大的应用前景。