基于BP神经网络矩形微带天线谐振频率预测

谐振频率是微带天线的重要技术指标,建立合适的数学模型以获得微带天线精确的谐振频率,在微带天线的设计中至关重要,通过BP神经网络建模的方法对天线谐振频率进行预测.以一款谐振频率为2.4 GHz的矩形微带天线为分析算例,通过HFSS软件的仿真计算,获取了大量的天线样本,在此基础上建立了矩形微带天线的BP神经网络模型,并预测出不同结构参数下5个矩形微带天线的谐振频率.再将这5个天线的结构参数输入HFSS软件,用HFSS软件对这些天线进行仿真得到其谐振频率,比较结果证明采用BP神经网模型预测得到的天线谐振频率与HFSS仿真结果间误差很小,说明神经网络预测得到的天线谐振频率有效,本文的设计方法可行,效果良好.     

频率选择表面电磁特性计算的时域有限差分和外推混合法

目前,频率选择表面（Frequency Selection Surface,FSS）作为一种空间滤波器,在军事领域得到广泛应用,因此对其电磁特性的研究具有重要意义。结合时域有限差分（Finite Difference Time Domain,FDTD）法和外推法各自的优点,采用FDTD法和外推法相结合的混合算法来计算周期性结构FSS的反射系数。通过引入Floquet定理且综合考虑FSS的周期边界、吸收边界等条件,建立三维计算模型,并对其进行计算。结果表明,在相同精度条件下,该混合法相对仿真软件显著提高了计算速度且减少了占用计算机内存,可为后续FSS的电磁特性研究提供重要的参考依据。     

基于RFID的微带天线应变传感器的仿真分析

为了研究应变传感器的无线检测技术,提出一种基于无线射频识别(radio frequency identification,RFID)微带天线应变传感器的无线检测方法,将超高频RFID技术与微带天线技术相结合,以微带天线作为标签天线,接收RFID阅读器发射的能量,激活RFID的标签芯片,芯片再通过信号调制技术,消除环境中的噪声干扰,并将天线谐振频率随应变变化信息返回阅读器,实现无源无线的应变检测.分别设计了插入馈电式和边缘馈电式2种RFID微带天线传感器,利用HFSS电磁仿真软件对二者进行了结构和参数优化设计;利用COMSOL仿真软件,通过固体力学和电磁学相耦合的仿真分析,明确了不同应变状态下,2种传感器谐振频率的偏移量与应变均呈线性关系,其仿真结果与理论值相吻合,满足结构应变测量的要求,为实验研究奠定了理论基础.     

曲率对柱面频率选择表面传输特性的影响

曲面频率选择表面（FSS）部件处于天线的非均匀照射下,容易造成传输特性对角度响应的不稳定。本文通过设计了一种柱面FSS结构,并利用时域有限差分法,研究了分别以圆环型、十字型和Y型单元构成柱面FSS结构下,曲率对其传射特性的影响。结果显示,随着曲率半径的减小,柱面FSS频点向低频漂移,透过率降低,其中以Y型单元的性质相对稳定。     

Ku波段宽频带高增益微带天线阵设计

微带天线的窄频特性是限制它广泛应用的原因之一.为增大微带天线的阻抗带宽,综合运用了缝隙耦合的馈电方式、双层贴片结构,在叠层贴片间引入空气层等技术,设计了一种适用于Ku波段的宽频带天线单元,并由该单元组成了十六元微带天线阵以获得高增益阵列,最后制作了实验模型.测量结果表明与仿真结果一致.     

介质覆层对共形PBG结构柱面微带天线性能的影响

设计出一种带有覆层的共形PBG结构柱面微带天线模型并和传统的覆层天线模型在工艺要求上做以对比,分析了所设计覆层PBG微带天线的增益、方向性系数以及效率,和PBG微带天线、传统微带天线进行比较,计算仿真结果表明覆层对微带天线的各项性能有着显著的提高。     

不同单元FSS对雷达吸波材料特性影响的对比研究

设计了中心频率相同的圆环、十字、Y孔三种常见单元的频率选择表面(FSS)结构,并将三种单元FSS置于吸波材料中构成复合吸波结构。利用谱域法对三种复合吸波结构进行了仿真,研究不同单元FSS对吸波材料特性的影响,给出了影响规律,为常见单元频率选择表面在吸波材料中的应用提供了单元选择依据。     

高增益电磁带隙结构微带天线设计

电磁带隙结构禁带区的电磁特性使其在微波工程得到广泛应用,在微带天线设计中常常用来提高天线的增益.对加载电磁带隙结构的微带天线进行了仿真,首先讨论电磁带隙结构与微带天线之间的间距对其辐射特性的影响:一是影响其辐射频率,二是影响其天线增益;其次,讨论不同布局的电磁带隙结构对天线增益的影响:不仅围合式结构可以增加天线的增益,...     

梯形超材料对微带天线增益指标的改善

为改善传统单一微带天性增益较低的性能缺陷,设计一种新型带缺口梯形超材料结构,并将该结构作为微带天线覆层。采用Ansoft HFSS软件对超材料结构进行仿真,得到回波损耗和传输参数,再采用NRW反演算法求出等效介电常数和等效磁导率,从而验证该结构在7.09~7.19 GHz频段内其等效介电常数和等效磁导率同时为负的性质。对具有该结构覆层的微带天线进一步研究,其结果表明,该超材料结构与微带天线形成较好的传输匹配,增益的最大值从8.3537 dB提高到10.74 dB。该超材料结构能有效改善微带天线的增益。     

碳纤维复合材料FSS电磁传输损耗性能研究

设计并制备了碳纤维导电复合材料的FSS,对其在1~6.5GHz频率范围内的电磁传输特性进行了仿真,并利用ENA E5071C矢量网络分析仪验证了电磁传输特性。结果表明,碳纤维复合材料FSS具有很好的频率选择特性,电磁传输损耗实测值与仿真值基本一致,当周期间隔由60mm增加到63mm时,十字型碳纤维复合材料FSS的谐振频率从1.87GHz提高到2.17GHz;双层十字型碳纤维复合材料FSS的有效屏蔽带宽优于单层FSS,最大可增加0.58GHz;单层耶路撒冷十字型FSS有效屏蔽带宽约为2GHz,透波带宽约为0.8GHz。     

阻抗型FSS在阵列天线RCS减缩中的应用

设计了一种环状阻抗型频率选择表面吸波结构,并对其单元的电磁特性进行了详细分析.在此基础上将该阻抗型频率选择表面吸波结构应用于微带阵列天线雷达散射截面的减缩中.阻抗型频率选择表面结构由周期排列的频率选择表面单元组成,每个单元均由3个阻抗环构成,阵列天线为2×2的微带贴片天线阵,并将阻抗性频率选择表面结构排列在阵列天线单元之间.仿真结果表明,该结构可在6~22GHz频段内表现出良好的吸波特性.将其加载于微带阵列天线时,对天线的辐射特性产生的影响较小,且天线的单站雷达散射截面减缩效果明显,最大减缩量可达27dB,实现了宽带、宽角域的天线雷达散射截面减缩.     

基于HFSS的4×24微带阵列天线的研究与设计

微带阵列天线的馈电方式有微带线馈电和同轴馈电两种方式,本文利用HFSS软件对微带阵列天线进行了研究,分析了两种馈电方式的传输损耗及其对天线方向图的影响,利用模块化的设计方法实现了一种基于同轴线馈电结构的多元矩形微带阵列天线。在HFSS仿真设计环境里对天线进行了物理建模,该微带阵列天线的方向图特性良好,工程上实现比较方便。     

圆柱共形全向微带缝隙天线阵的设计

该文设计了一种圆柱体表面共形的全向微带缝隙天线阵.该天线采用低剖面缝隙天线作为阵列单元,利于实现共形;采用H形缝隙对天线单元进行小型化设计,以实现较小间距的组阵,从而获得较好的方向图不圆度.对提出的天线进行仿真设计及优化,获得了5.35％的相对带宽,仿真增益达到4.2dBi,H面不圆度≤1.5dB.     

基于Zigbee的一种矩形微带天线的设计

针对传统的无线模块中直立式天线体积大,功耗高等不足,提出了用微带天线替代传统的直立式天线的方法．根据项目需求确定微带天线的材料、形状、类型,估算出天线的尺寸,在ADS设计软件环境下,介绍了基于Zigbee的中心频率为2．4GHz微带天线的整个设计流程,利用ADS仿真软件建立天线模型并对其仿真,通过优化匹配和调整天线模型,最终使天线的特性达到最佳、参数符合项目要求．     

一种高增益扇形微带贴片天线的设计

贴片形状是影响微带贴片天线性能的主要因素,通过仿真设计了一种高增益扇形微带贴片天线。扇形微带贴片天线采用同轴馈电方式,通过有限元法对扇形微带贴片天线在不同参数下的性能进行对比研究。仿真结果表明:扇形微带贴片天线的谐振频率、回波损耗等性能参数符合设计要求,天线的回波损耗小于-10d B。通过对比扇形微带贴片天线在不同尺寸下得到的天线增益,可以得出结论扇形微带贴片天线最高增益为9.17d B,比普通微带贴片天线的增益高了约4d B。     

一种新型高增益低雷达散射截面微带天线

设计了一种双屏频率选择表面,由传输线模型和表面电流、电场分布分析了其透波机理,并将其作为微带天线的天线罩;由射线理论和相位相消原理分析了新天线高增益和带内雷达散射截面减缩机理．仿真和实验结果表明:加载天线罩后的天线,在带宽没有受到影响的条件下,天线增益提高了5.49dB,E、H面半功率主瓣宽度分别减小了63°和52°;同时,在2～18GHz范围,天线法线方向带外和带内雷达散射截面减缩均在5dB以上;在-23°～23°范围,天线带内雷达散射截面减缩最大超过20.94dB．     

Ku波段电磁涡旋相控阵列天线设计

为了能产生性能更好携有轨道角动量的涡旋电磁波,采用微带天线技术,设计了一种新型的相控微带阵列天线.以同轴馈电的圆微带天线为单元,将8个、16个相同的单元天线等间隔的分布在一个同心圆上分别组成两个单圆环和一个双圆环结构的相控阵列天线,并采用等幅且同一环的相邻单元间相位差为常数的方式进行激励.通过电磁场全波仿真软件Ansoft HFSS建模并优化,单圆环和双圆环阵列结构均在中心频率为15 GHz处获得了携有轨道角动量的涡旋辐射方向图.结果表明:虽然单圆环结构的相控阵列天线可通过增加阵元数来改善电磁涡旋性能,但不可避免的造成更大的天线体积;而利用双圆环结构,由于增加一个内环设计自由度,结合内外环的协同优化仿真,通过设置适当的天线阵列结构和相位延迟,双圆环结构较单圆环结构产生的涡旋电磁波有更小的中心轴线开口张角,具有更强的涡旋方向性和更高的辐射增益.     

一种毫米波梳形天线阵的设计

本文研究了微带梳形天线阵的设计方法，推导了微带梳形阵方向图函数表达式，并在毫米波段上设计制作了一些具体的微带梳形阵。作者相信整个天线的设计方法可推广到其它频段及二维面阵的情况，并且，该设计方法对于Ｋｕ波段卫星通信微带天线和Ｋｕ波段卫星电视平面接收天线的设计，有一定的参考价值。     

一种高增益多频带微带贴片单元的设计

设计了一种由圆、正八边形、矩形组合构成的微带贴片天线,其使用同轴线馈电。采用有限元法对所设计天线的电特性进行了仿真研究。同时也对天线在不同尺寸参数下的性能指标进行了对比分析。结果表明,天线兼具高增益和多频带的特性,在2.25~2.33GHz、3.51~3.7GHz、4.34~4.6GHz频带内,带内回波损耗全部小于-10d B,天线最高增益达到7.37d B,且天线的E面和H面辐射波束较好,半功率波束宽度约是60°;仿真结果证实了所设计的天线具有良好的性能指标。