宽带单极圆锥天线的设计

单极天线是一种常用天线,其结构简单、生产成本低,广泛应用在长、中、短波及超短波波段的广播、移动通信或其他无线电设备中.由于采用线天线作振子时,阻抗带宽比较窄,使其应用受到很大限制,本文采用线天线振子变形形式之一--圃锥形式,使得单极天线的阻抗带宽扩展,使其在工程中更能广泛使用.本文在天线设计计算后,采用FEKO仿真软件对所设计天线进行建模、仿真分析,优化,并且结合工程实际对仿真结果进行了比较,得到了一个比较满意的结果,进一步验证了FEKO仿真软件在工程设计中的重要作用,使得天线设计一交付使用过程周期缩短,节省了大量的人力、物力,使得理想天线的设计更切合实际天线的设计,并为工程天线的最终使用提供了一个良好的理论依据.     

一种新型的增强型耦合天线的设计和研发

这种增强型耦合天线是在内置天线的基础上,增加耦合线条及重叠区域,用以扩展射频的使用空间,进而解决移动电话中单极天线或PIFA天线的空间不足的弊端。增强型耦合天线可以在降低天线的调试和制造成本的同时,提高天线的回波损耗和天线的增益及效率,使天线的回波损耗接近外置天线的效果,其中对于天线的带宽更有着非常明显的拓宽。     

FEKO在卫星天线集合EMC设计中应用

为了适应大容量和多功能的服务要求,卫星搭载的无线通信设备越来越多,与之配套的天线数量也在增加,而每副天线由于安装平台及其邻近天线的加载效应会引起天线的电性能指标不同程度的变化。因此航天工程中天线集合的电磁兼容问题已成为卫星系统设计的关键问题。利用电磁场分析软件对上述问题进行仿真计算,实现卫星上天线的最优化布局,是一种投入少,时间短而且非常有效的解决途径。FEKO软件采用矩量法,多层快速多极子并且结合PO、UTD等高频近似算法,非常适合求解星载天线这种电大尺寸问题。     

FEKO在卫星天线集合EMC设计中应用

为了适应大容量和多功能的服务要求,卫星搭载的无线通信设备越来越多,与之配套的天线数量也在增加,而每副天线由于安装平台及其邻近天线的加载效应会引起天线的电性能指标不同程度的变化.因此航天工程中天线集合的电磁兼容问题已成为卫星系统设计的关键问题.利用电磁场分析软件对上述问题进行仿真计算,实现卫星上天线的最优化布局,是一种投入少,时间短而且非常有效的解决途径.FEKO软件采用矩量法,多层快速多极子并且结合PO、UTD等高频近似算法,非常适合求解星载天线这种电大尺寸问题.     

HFSS天线仿真在电磁兼容预测中的应用

在设计电磁兼容预测软件时,采用天线的数据模型可以更全面地反应天线的辐射特性,这需要已知天线的方向图数据。但实际工作中,很多收发设备不能提供天线实际的方向图数据,而使用典型方向图数据引入的误差太大,为了提高电磁兼容预测的准确度,文章提出采用HFSS软件仿真来获取天线方向图的方法,并通过对常用的双脊波导喇叭天线与对数周期天线进行仿真,证实了仿真出的天线方向图基本与天线的实际特性符合。     

一种改进的UWB平面单极子天线设计

为了改善平面超宽带(Ultra Wideband,UWB)单板子天线的性能,提出了在天线的接地板上引入圆弧形切口和将方形接地板的直角改成圆角的设计方法,经过此方法改进后的天线其表面电流分布发生了改变,天线的阻抗特性得到改善,工作带宽进一步扩展,完全覆盖了美国联邦通信委员会(FCC)规定的超宽带工作频段(3.1～10.6)GHz.采用电磁场仿真软件Ansoft HFSS对天线的性能进行仿真,并绘制天线的方向图,仿真结果表明改进后的天线在较低频率几乎实现了全向辐射的方向性,同时也为验证了此改进方法的可行性及有效性.     

一种机载宽频带轻量化双偶极子测量天线设计

在小型旋翼无人机平台的天线测量系统中,测量发射天线要具有双极化、宽频带及轻量化的特点。为实现宽频带与双极化的电性能需求,设计了一种带反射腔的双偶极子天线,2 对偶极子十字交叉,采用同轴电缆馈电,共用一块反射底板;针对轻量化的要求,提出了“铜箔+PA6冶及结构件薄化的新型天线反射腔结构。通过电磁软件CST 建立模型,对偶极子天线进行了仿真。仿真表明,所设计天线在650 ~ 1 400 MHz 的测试频带内,阻抗带宽为73.2%(电压驻波比小于2.5),2 个激励端口的隔离度大于50 dB,增益大于7 dBi,方向图对称性好,天线总质量低于0.6 kg,故天线的综合性能满足该机载测量系统的要求。     

伞形十字交叉振子天线的结构设计与分析

结合工程实践,介绍了一种车载伞形十字交叉振子天线的结构组成与设计方法。由于该型天线本身的结构特性,存在结构易变形、焊接定位精度差及馈线固定困难等设计难点。设计中采用振子一体化结构设计以及约束轴与约束环相结合的约束方法,突破了上述关键技术难点。另外对天线结构进行了仿真分析及实物试验验证,从仿真分析结果和实际应用来看,效果良好,也为天线后续的改进提供了依据。     

反射面天线热变形对其方向图的影响

在某些极端应用场合下,环境温差很大,反射面天线由于其各种复合材料的热膨胀系数差异,将产生较大的结构应力和变形,该变形将会对天线的电性能产生不利影响。文中针对复合材料反射面天线的热变形与电磁场之间的耦合问题,建立了反射面天线结构热变形对其方向图影响的分析方法。首先通过力学有限元前后处理软件Patran建立力学模型,通过Nastran分析其在100 ℃温差下的结构热变形,然后将变形后的结构网格导入电磁仿真软件FEKO中,定量分析热变形对方向图的影响。文中通过对网格的控制,使得力学模型与电磁模型采用统一网格模型,从而降低了网格转换带来的人为误差。该方法为天线的逆向设计提供了定量的理论依据。     

球形偶极子辐射天线小型化的仿真设计

针对工程中机箱机柜屏蔽效能测试系统中宽带天线的特性要求,必须使用宽频带且尺寸小的测试天线。球形偶极子辐射天线作为一种新型的宽频带有源天线,兼备了信号处理功能,使天线小型化与宽频带成为可能。采用HFSS电磁场仿真软件建立有源球形偶极子辐射天线模型,并对其尺寸进行优化。使用MATLAB软件制图对比分析天线的理想尺寸为80mm左右以及小型化后对天线性能的影响。同时在理想尺寸下,使天线覆盖30MHz-1GHz频段,通过将双锥以及螺形结构与球体相结合等方法改善天线结构,解决了天线小型化后低频增益偏低的问题。     

基于ANSYS的某天线高低温变形仿真分析

某型天线是一个垂直振子阵列激励赋形结构的相控阵天线,它的两根纵列组成了一个垂直直线阵.为了保证天线在高温或低温条件下指向精度达到系统要求,提高天线对温度变化的适应能力,特别设计了该天线结构.利用ANSYS软件完成对天线的高、低温变形仿真分析,得到在高温或低温条件下天线纵列直线的变形坐标,并提出最佳吻合直线的概念来判断天...     

超声内圆磨削系统新型振子的仿真和实验研究

基于超声振动内圆磨削系统中由超声换能器、变幅杆及工具构成的振子在设计制造中出现的问题,提出了一种新型整体式振子设计方法.使用有限元分析软件对该新型振子模型进行了模态、谐响应仿真分析研究,并通过阻抗分析仪和激光多普勒测振仪对加工的振子样件进行了测试实验,验证了有限元仿真结果的正确性和新型整体式振子设计方法的可行性.     

某大型米波雷达天线车的机动性设计

米波相控阵雷达具有天线口径大、质量重、天线需分块运输的特点,其机动性设计是个难题,其中天线车的快速架设和撤收是需要解决的重点和难点。文中通过对某大型米波雷达天线车系统进行集成化设计,对面阵天线进行合理分块并选择适合的折叠方式,设计并使用天线翻转、折叠、锁紧等自动架设/撤收机构,运用MSC.ADAMS运动分析软件对各机构进行仿真分析和优化设计等,使该雷达天线车的机动性达到了指标要求,并已通过整机工程实施对其进行了验证。该设计可供同类大型雷达车的机动性设计参考。     

5G基站天线模块焊接一体化夹具设计

通过分析5G基站天线模块的工艺及要求,可以看出5G基站天线模块是由校准网络板组件、反射板组件、功分网络板组件、多个隔离条、多个振子等组成,振子体积小,数量多,成品集成度高,不仅振子和功分网络板组件的连接焊点多,且位置互相遮蔽,同时功分网络板组件、校准网络板组件和反射板组件、振子等元件连接更紧密,模块元件之间空间有限,使得各元件的焊接问题成为了解决5G基站天线模块小批量生产的关键.针对存在的问题,根据现有的生产规模、组织形式,使用热风式回流焊炉等设备,通过设计5G基站天线模块焊接一体化夹具,逐步将校准网络板组件、反射板组件、功分网络板组件、多个隔离条、多个振子装配在焊接一体化夹具上,一次性地完成各个焊点的焊接,保证了各个焊点的焊接质量,同时也能保证生产效率满足生产需求.     

基于结构合成法的微型化双频WLAN印刷天线设计

针对当前WLAN技术的快速发展和已有的双频WLAN印刷天线存在增益不足、带宽较窄、尺寸偏大、制作成本高等缺陷的现状,本文借鉴了传统倒F印刷天线和蛇形单极子印刷天线的设计经验,提出了一种新的双频印刷天线设计方法,即结构合成法,并采用该方法设计了一种应用于IEEE 802.11a标准和IEEE 802.11b标准、占用面积仅13.6 mm×9.3 mm的新型微型化双频WLAN印刷天线。采用Ansoft HFSS对比研究了合成前后单频天线和双频天线的性能变化情况,并对双频天线的主要结构进行了分析和优化。仿真结果表明,天线在2.45 GHz和5.45 GHz两个谐振频点上的最高增益分别达2.74 d Bi和2.44 d Bi,相对带宽分别为15.5%和10.6%。此外,文中采用矢量网络分析仪对天线实物进行了测试,实测结果与仿真结果吻合,天线在低频和高频的谐振频点分别为2.53 GHz和5.71 GHz,S11-10 d B的有效带宽分别超过了400 MHz和500 MHz,展现出了良好的带宽特性。     

5G基站天线模块焊接一体化夹具设计

通过分析5G基站天线模块的工艺及要求,可以看出5G基站天线模块是由校准网络板组件、反射板组件、功分网络板组件、多个隔离条、多个振子等组成,振子体积小,数量多,成品集成度高,不仅振子和功分网络板组件的连接焊点多,且位置互相遮蔽,同时功分网络板组件、校准网络板组件和反射板组件、振子等元件连接更紧密,模块元件之间空间有限,使得各元件的焊接问题成为了解决5G基站天线模块小批量生产的关键.针对存在的问题,根据现有的生产规模、组织形式,使用热风式回流焊炉等设备,通过设计5G基站天线模块焊接一体化夹具,逐步将校准网络板组件、反射板组件、功分网络板组件、多个隔离条、多个振子装配在焊接一体化夹具上,一次性地完成各个焊点的焊接,保证了各个焊点的焊接质量,同时也能保证生产效率满足生产需求.     

宽带扇锥天线的结构分析与研究

在对宽带扇锥天线的结构分析与计算中,传统的几何方法是将边吊索视为受均布荷载作用的柔索,在二维平面内按二次抛物线进行的,这种方法难以保证天线施工后的成型良好。本文讨论一种工程实用的宽带扇锥天线的较为精确的结构分析与计算方法。首先应用悬垂线方程式计算边吊索上各悬挂点的三维坐标,然后应用力矩公式修正以上计算结果,确定各振子线的长度。本方法适用于不等大小、不等间距、不同方向集中荷载作用下的线天线悬吊索,可以保证天线施工后的成型良好。在工程实用上,与传统的几何方法计算的结果相比,本方法得出的解更为精确。     

基于波导功分馈电的CTS阵列天线设计

本文设计了一种具有高增益、高效率、低损耗特性的16单元连续横向枝节(continuous transverse stub,CTS)天线阵列。该天线的辐射枝节部分采用了串联的结构来降低损耗,从而提高辐射效率,并且使用了功率分配器和辐射器组合的方式给CTS阵列天线进行馈电,改善了CTS阵列天线的阻抗匹配和方向性,使天线可以在双频段工作。对设计的天线采用电磁仿真软件HFSS进行仿真优化,仿真结果表明,CTS阵列天线在75～80 GHz和85～89 GHz双频带内S11值小于-10 dB,工作频率在78.8 GHz时增益为28.6 dB,在87.5 GHz时增益为28.4 dB,天线效率均超过50%,主瓣波束宽度为4.4°。     

某机载SAR天线布局研究

机载SAR天线及转台结构设计中很关键的一点就是天线布局方案的设计.由于天线罩的包络空间有限并且不规则,使得天线布局方案设计复杂,不易优化.针对某机载SAR系统给出了三种天线布局设计方案,并使用Inventor软件的驱动约束功能对天线布局方案进行了简单有效的运动仿真分析,给出了优化设计建议.布局方案及设计方法可以为同类机载SAR天线布局方案设计提供参考.     

大型可展天线展开方式及规律的研究

基于对大型可展天线结构功能的分析，提出了三种天线展开方式和两种展开规律，采用ADAMS软件进行了相应的天线展开过程的仿真分析。在对不同展开方式和规律比较的基础上，提出了具有较好动力学性能的天线展开方式和规律，为大型可展天线的设计研制提供了参考依据。