印刷偶极子天线实现全向辐射的一种设计方法

印刷偶极子天线由于具有体积小、频带宽等优点而被广泛用于许多领域.针对在某些场合需要E面全向辐射天线,设计了一个平面结构的宽带阵列天线,并利用电磁仿真软件HFSS进行仿真.天线采用了巴伦馈电的印刷偶极子作为基本单元,通过引入平面喇叭和反射单元来改善方向图不圆度,使其能在E面实现全向辐射.结果表明,它在3.5～6.5GHz的宽频率范围内的回波损耗基本在-10dB以下,E面方向图不圆度小于3dB,仿真与实测结果能够较好地吻合.     

一种新型基于负折射电路的类螺旋天线结构

 文章基于负折射周期电路结构,设计了一种宽带的类螺旋天线结构.该天线由两层介质板以及在其上构建的六个形似工字的谐振单元组成,通过50欧姆同轴馈电.相对螺旋天线,它构建更加方便.仿真和测试结果表明这种天线相对带宽高达30%以上,在频带宽度内有类似螺旋天线的三个辐射模式出现,增益均在5dB以上,其中中间模式具有全向辐射特性.     

宽频带全向机载雷达天线的仿真设计

本文设计仿真了一种具有宽带特性的机载雷达天线,利用HFSS对平面天线和共形天线进行了仿真,对比了平面天线与共形天线的阻抗特性和辐射特性,仿真结果表明共形后的天线带宽变大,增益提高,波束宽度展宽,在宽频带内实现了低仰角扫描和方位面的全向扫描,辐射特性稳定,满足机载天线的性能指标,适合用作机载天线的共形单元。     

一种宽带水平全向平面天线设计

为提高水平全向天线的带宽,设计了一种宽带水平全向平面天线。该天线由4只弧形偶极子天线组阵构成一个圆环,每只偶极子天线振子交错印刷在印制板的上下表面。将4只弧形偶极子远场方向图叠加组合为水平全向辐射方向图;在每只偶极子振子上开缝并在印制板边缘加载寄生贴片,增加天线的带宽。设计和加工制作一只天线样品,测试结果表明,该天线能够在2~3.71 GHz实现|S11|<10 dB,相对带宽达到60%,水平全向平均增益约为1.36 dBi,不圆度小于±1.5 dB,测试与仿真结果吻合良好。     

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。     

一种宽带宽角双极化相控阵天线单元研究

设计了一种宽带宽角双极化相控阵天线单元,该天线单元采用指数渐变开槽天线形式,并设计了金属匹配柱安装在双极化天线单元之间,保证了开槽天线的接地连续问题。依次给出了该双极化天线单元的仿真设计、阵列样机的性能测试,从仿真和测试结果中可以看出,该双极化天线在3倍频程带宽内具有良好的匹配和辐射特性,并且能实现大角度二维扫描。该双极化天线单元具有宽频带、体积小、结构简单等特点,适于用作宽带宽角扫描相控阵天线的阵列单元。     

水平全向共形微带天线的设计

设计了两种水平全向共形微带天线,采用电磁仿真软件CST MWS（CST MICROWAVE STUDIO）进行仿真,给出了天线的回波损耗和水平面方向图。天线采用了结构上对称的形式,利用微带贴片天线单向辐射的机理,实现了水平方向全向辐射。分析了天线的结构及仿真图,研究了阵列天线参数对全向性不圆度指标的影响,对于设计水平全向共形微 带天线有重要的价值。     

一种水平全向平面偶极子阵列天线

基于偶极子组阵结构,设计了一种具有水平全向辐射方向图和水平极化特性的平面天线。该天线由3只偶极子天线组成,每只振子弯折30°并上下交错印刷在PCB板的表面上,构成正六边形环,环的直径为0.45λ0(λ0为中心频率处的自由空间波长)。3只偶极子天线均采用SMA接头直接顶馈,从而省略了偶极子天线的馈电巴伦。通过优化偶极子天线振子长度和间距等结构参数,以及控制馈电相位,实现水平全向辐射。设计和加工制作了一只工作频率为2.45 GHz的天线样品,测试与仿真结果吻合良好,其|S11|≤10 dB的相对阻抗带宽为12.94%(2.367~2.684 GHz),水平全向增益约为1.42 dBi,不圆度小于±0.7 dB。     

Ku频段全金属圆极化平板天线设计

本文介绍一种Ku频段全金属圆极化平板天线的设计,采用多层金属波导腔体结构降低天线剖面,由上到下依次为辐射层、谐振层、功分馈电网络层,其中,辐射层为4×4个斜六边形开口波导腔体,将线极化信号扭转为圆极化波辐射;谐振层利用梅花状波导腔体有效展宽了天线的阻抗带宽,功分馈电网络层为紧凑型一分四波导功分器。通过电磁仿真软件Ansoft HFSS进行仿真设计,仿真结果表明,该天线相对阻抗带宽为21.8%,在工作频带内,驻波小于2,3dB轴比带宽为5.4%,天线效率大于80%。根据仿真设计结果,加工了一套12×12单元天线阵列,对阵中天线单元进行测试,测试结果与仿真结果符合较好。     

基于Tip-Loading与锥形Meander T-Match的小型化全向标签天线设计北大核心CSCD

针对现有超高频射频识别(UHF-RFID)天线存在尺寸偏大以及因全向性差而读取不稳定的问题,通过设计锥形折叠T型匹配(Meander T-Match)和对称Tip-Loading结构,能将天线尺寸小型化至36 mm×30 mm×1.6 mm,并达到增大E面波瓣宽度与天线增益的目的,设计了小型化全向标签天线。仿真结果表明,谐振频点为923 MHz时天线反射系数S_(11)为-36.5 dB,该频点处增益可达1.71 dB,有效工作带宽覆盖863~936 MHz(S_(11)<-10 dB)且辐射全向性优异。采用差分探针测试法测试天线反射系数S_(11),结果与仿真数据比较吻合,验证了天线阻抗匹配良好。在高增益和宽工作带宽下,小型化和优异的全向性使该天线具有潜在应用前景。     

一种具有加减信道的低旁瓣微带天线阵

本文设计了一种新颖的具有加减信道的低旁瓣微带天线阵.在研究低旁瓣角馈方形微带贴片天线的基础上,设计了一个3dB定向耦合器作为馈电部分,从不同的输入端口输入信号,分别实现方向图加减的功能.这种天线能够同时获得其视野内所有障碍物的范围和角度信息,不需要使用扫描天线或转换天线.使用ANSOFT公司的Serenade和Ensemble两种软件进行了设计、仿真和优化.实验结果与仿真基本一致,可见,这种天线完全可以满足设计要求.     

A broadband helical saline water liquid antenna for wearable systems

A broadband helical liquid antenna made of saline water is proposed. A transparent hollow support is employed to fabricate the antenna. The rotation structure is fabricated with a thin flexible tube. The saline water with a concentration of 3.5% can be injected into or be extracted out from the tube to change the quantity of the solution. Thus, the tunability of the radiation pattern could be realised by applying the fluidity of the liquid. The radiation feature of the liquid antenna is compared with that of a metal one, and fairly good agreement has been achieved. Furthermore, three statements of the radiation performance corresponding to the ratio of the diameter to the wavelength of the helical saline water antenna have been proposed. It has been found that the resonance frequency increases when the length of the feeding probe or the radius of the vertical part of the liquid decreases. The fractional bandwidth can reach over 20% with a total height of 185 mm at 1.80 GHz. The measured results indicate reasonable approximation to the simulated. The characteristics of the liquid antenna make it a good candidate for various wireless applications, especially the wearable systems.     

面向车载鲨鱼鳍的宽频MIMO天线设计

为了解决车载通信天线工作频带窄、尺寸大等缺点,文中提出了一款应用于车载鲨鱼鳍外壳的新型小型化、宽带MIMO天线。为了实现天线的宽带特性,充分利用了印制单极子天线易于引入多谐振的特点,首先通过合理的尺寸设计,将单极子天线谐振频率设计至工作频段中;然后,使用缝隙加载技术,增加天线谐振模式数量并改善天线阻抗匹配特性,拓宽了天线带宽并实现了天线的小型化。为了验证天线实际性能,将天线安装于鲨鱼鳍外壳中进行了测试。结果表明,该天线可以覆盖824～5 000 MHz的频段范围,驻波比均小于3,增益最低1.9 d Bi、最高6.2 d B,效率均高于49.5%、最高达89.2%。该天线可满足车载通信系统对天线的宽带化和小型化要求。     

智能天线的新军——自组构天线

自组构天线凭借其能够根据所处的电磁环境来改变自身的电形状这一特性, 已成为当今智能天线研究领域的一大热点.文中介绍了自组构天线的概念模型, 详细分析了三种常用的自组构天线的工作原理, 对未来自组构天线的应用和发展方向进行了具体的讨论.     

一种共面波导馈电的缝隙型超宽带天线

针对超宽带通信系统,提出一种小型超宽带天线,可以应用于终端设备。天线类型为共面波导馈电的缝隙型,缝隙结构为一矩形与一圆形组合而成,馈电结构与缝隙结构相似。天线的面积为22 mm×27 mm,印刷在厚度为0. 5 mm的FR4衬底上. 通过软件仿真分析了天线的工作原理以及尺寸对带宽的影响,仿真结果显示天线的带宽在不同的衬底厚度下均能覆盖UWB频段。天线的测试带宽为2.4 GHz~14.4 GHz,在超宽带的工作频段内测试效率超过76% ,测试增益大于2.1 dBi。     

双频宽带双极化定向电磁偶极子天线设计

设计了一款双频带宽带双极化定向电磁偶极子天线。首先,采用最基本的电磁偶极子天线模型,通过对偶极子天线的形状进行调整以及增加Г形寄生枝节实现了双频段单极化定向电磁偶极子天线。其次,将两个单极化电磁偶极子天线十字交叉放置。最后,通过两个高度不同的Г形探针分别对两个天线进行耦合馈电,实现双频宽带双极化定向辐射特性。根据仿真结果,对天线模型进行了加工和测试。仿真和实测结果表明：天线在低频段0.8~0.96 GHz和高频段1.7~2.7 GHz内反射系数的模值均小于-10 dB,所对应端口隔离度分别大于20 dB和25 dB,天线的测试峰值增益在低频和高频段分别为5.5 dBi和8.2 dBi。该天线可应用在无线通讯系统中。     

一种小型宽带双极化5G基站天线

设计了一种适用于2G/3G/4G/5G移动通信的小型宽带±45°双极化基站天线。该天线由2对偶极子辐射片、2条微带馈线和1块反射板组成,辐射臂和微带馈线采用双面印刷工艺印刷在0.8 mm厚的FR4板,并固定放置于开有圆形槽的反射板上。对天线实物进行加工测试,测试结果表明,端口1工作频段为1.82～3.60 GHz,端口2工作频段为1.64～3.41 GHz;工作频段内,反射系数小于-10 dB,端口隔离度优于18 dB;交叉极化比在视轴方向大于17 dB,±60°方向大于15 dB;半功率波束65°左右,前后比优于18 dB,测试和仿真结果较吻合。所设计天线带宽宽,尺寸小,且制作工艺简单,成本低廉,适合批量生产,应用于5G移动通信基站中。     

小型双频E形缝隙手机天线

提出了一种小型的双频E形缝隙手机天线。E形缝隙采用终端开路结构,并雕刻在地板的顶部,使天线的结构更紧凑,减小了天线的尺寸。同时,E形缝隙天线增加了天线的谐振路径,能产生双频宽频带特性,高低频带宽能覆盖GSM900/1800/1900/DCS/PCS/BuleTooth/UMTS/WLAN2400/WiMAX 2600通信频段。实测和仿真的结果基本吻合,验证了这种设计方法的有效性。     

小型宽带低地面影响的平面手机天线设计

利用在单极子天线中开缝产生两条谐振路径,本文设计出一个地板表面分布电流小,性能稳定,频率高达2600 MHz时仍具有与对称阵子相似的辐射方向图,宽带宽(高低频带宽分别为877～960MHz,1680～3189Mz),结构紧凑(宽为39mm,长为13mm),地板尺寸小的平面手机天线.该天线结构简单,制作容易,适合应用在小...     

机载共形的双环微带缝隙全向天线

机载全向天线不但要满足水平面全向的指标要求,而且要与机体表面共形设计,常规的单极子天线和微带天线均无法满足要求。提出一种双环微带缝隙天线,可以实现机载共形的全向天线。分析了系统对机载天线的要求、双环微带缝隙天线的展宽带宽的方法,并给出了该天线的设计参数和实测结果,实测结果与仿真结果一致,验证了设计方法的正确性。