基于IML工艺的天线设计方法

简要介绍了一款基于IML工艺制程天线的高效设计方法。由于基于这种工艺的天线无法用传统的方法调试,所以本文采用了一种新的设计调试方法一用电磁仿真软件AMDS设计、优化天线。通过仿真找到天线的敏感区,通过设计控制、减少甚至避免在IML工艺流程中由于拉伸变形而产生的天线性能的变化。我们比对了仿真设计后生产出的IMI天线样品,得到天线的RL、效率、SAR、HAC等参数与仿真结果相符,性能达到了设计要求。基于IML天线目前业界设计的难度,采用仿真设计优化可以大量缩短设计周期,减少风险,降低成本,缩短开发时间。     

垂尾隐蔽式超短波全向天线的一体化设计

以单极子天线为研究对象,首先对传统单极子天线的工作原理进行了分析,并研究了不同情况对天线性能的影响,然后在此基础上提出了一种新型结构的平面单极子天线,它选用三角形的结构,并采取了加载元件、提升馈电点等技术,有效地减小了平面单极子天线的结构和尺寸,与此同时,有效地实现了天线带宽的展宽,并且在设计中采用了加载技术,实现天线性能的进一步优化.在理论分析的基础上,使用电磁场仿真软件HFSS对天线进行了仿真分析,通过参数扫描得到了天线的最佳尺寸,并分析了天线的方向图和增益等特性.然后对3种不同情况下的天线进行仿真与分析,分别是无限大地平面、有限大地平面、加入钉子和灯泡的复杂结构后,并优化其参数使其获得最佳的特性.最后根据以上仿真结果,提出了复杂结构垂尾隐蔽式超短波天线的一体化设计的方法.并进行了综合仿真,实现了在100～400 M的频段内驻波比小于2.75.     

0.2～2.5 GHz改进型超宽带双脊喇叭天线的设计与实现

同轴-双脊转换结构是超宽带双脊喇叭天线设计的重点,它不仅能影响天线的驻波特性,也会影响天线的辐射特性。设计了一款用于电磁兼容测试的0.2-2.5 GHz超宽带双脊喇叭天线,采用了新的同轴-脊波导转换结构,改善了天线的驻波特性和增益特性。采用HFSS软件对天线进行建模和仿真,仿真结果表明天线在0.2-2.5 GHz频带内具有良好的驻波,其值小于2.2,同时天线方向图在高频时未发生波瓣分裂,最后加工制作天线实物并对其参数进行测量,测试结果与仿真结果基本一致。     

新型井下磁偶极子蛇形天线仿真设计

针对石油钻井井下天线工作在井筒钻井液及地层组成的特殊环境中,无线传输信号损耗大、难以可靠传输的问题,通过仿真建模,设计一种新型磁耦极子天线,具备高增益、抗干扰和小型化特点,实现井下无线数据的可靠传输。首先采用HFSS三维仿真软件构建仿真模型,详细将天线的长度、距离钻柱本体位置及天线的蛇形弯折数等关键参数进行计算,得出有效传输的参数组合和频点规律。据此规律,设计了天线实物,仿真结果与实物测试结果相比对,具有高度一致性,回波损耗可达到-7.5 dB以下,仿真设计的参数可以满足实际应用需求。该天线设计可应用于石油钻井井下无线传输,可提高信号发射强度,减小天线尺寸,降低系统功耗,实现无线信号可靠传输。     

共面波导馈电的超宽带天线研究

设计了一种共面波导馈电的超宽带(UWB)天线,其阻抗带宽达到341%。所设计的天线印刷在尺寸为28mm×21mm×1.6mm,介电常数为2.65的聚四氟乙烯介质基板上。同时为了实现该天线与WLAN(5.725~5.825GHz)系统的协同工作,本文在共面波导的地面上刻蚀一个矩形槽,实现UWB与WLAN系统的兼容。利用高频结构仿真软件HFSS对影响天线性能的主要物理参数进行仿真、分析和优化,得到天线的优化尺寸。实验结果表明,该天线比传统微带贴片天线性能有了较大的提高,从而表明了利用共面波导馈电和刻蚀矩形槽的天线设计方法实现多种宽带通信系统兼容的可行性和有效性。     

GIS局部放电在线监测超高频Moore分形天线研究

设计了一种应用于气体绝缘全封闭组合电器(gas insulated substation,GIS)局部放电在线监测的超高频Moore分形天线。首先从理论上分析了该天线的多频特性,使用ANSYS HFSS对Moore分形天线和Hilbert分形天线进行了仿真对比,仿真结果显示Moore分形天线方向性良好,并根据仿真结果制作了天线实物。采用矢量网络分析仪对天线进行实测,测试结果显示Moore分形天线在电压驻波VSWR5时具有更多频段。最后,在实验室搭建了GIS局放测试平台,使用两种分形天线进行对比测量,结果表明,Moore分形天线特性良好,可用于GIS局部放电在线监测。     

开关柜局部放电超高频在线监测天线的研究

本文针对高压开关柜局部放电超高频检测天线应具有宽频带、高增益、小尺寸的性能要求,引入Koch分形结构和空气层理论,设计出了一种新型的Koch分形微带天线。采用仿真软件HFSS对天线模型的结构参数进行优化分析,选取一组最优参数制作天线实物。仿真结果是,天线尺寸180mm×180mm,VSWR5的检测频带为535～825MHz,天线的平均增益为1.5dB。仿真结果表明该天线满足开关柜局部放电超高频检测要求。     

六频段手机天线的设计

提出了一种应用在手机终端上,同时能够覆盖无线通信频段中六频段的新型天线设计。在设计中应用到了多个短截线和条带线来产生多频段。整个天线包括接地面在内的体积是38mm×140mm×7mm。该天线能够工作在LTE700、AMPS800、GSM900、ISM/Bluetooth、WLAN和WiMAX这6个频段。根据计算、仿真优化的尺寸,对天线原型进行了制作与测试,在最后给出了软件仿真结果和实际测试结果,结果显示两者基本吻合。     

一种应用于近场测试系统的小型化超宽带Vivaldi天线设计

设计了覆盖范围在2.5~11GHz的小型化超宽带Vivaldi天线,该天线用于微波暗室天线近场测试系统。采用在天线两侧开栅栏和尾部加抗流栅栏的方法,将电磁辐射能量集中到缝隙开口的方向,改善了天线的辐射特性,提高了天线的增益,并且天线的尺寸为62.5mm×46mm×1.5mm,实现了小型化。通过仿真软件HFSS对所设计天线进行定量分析,计算了天线的回波损耗、驻波比、方向图等电性能参数,仿真结果满足天线近场测试系统标准接收天线的要求。     

局部放电检测用超高频天线的设计与性能对比

根据高压电力设备局部放电信号检测的需要,基于PCB技术设计并制作了四种不同原理和结构尺寸的超高频天线,仿真分析了其性能参数,检验所设计天线用于局部放电超高频检测法的可行性。利用矢量网络分析仪测试天线的端口特性,验证了天线的电压驻波比等参数。基于GTEM小室提供标准场,在不同工作频率下分别对四种天线样机的天线系数进行了标定,得到各天线系数的拟合公式与曲线。采用针-板放电模型作为局部放电源,基于脉冲电流法测量参考放电量,对所设计的天线进行了局部放电测试实验,采集天线接收到的局放信号波形。仿真和实验结果表明微带天线与缝隙天线工作带宽和增益较低;偶极子天线与螺旋天线在工作频带内损耗低、增益高、阻抗匹配效果较好,检测局部放电信号的效果良好。     

Mobile Phones: Bad for Your Health?

Mobile phones use electromagnetic fields to establish a wireless communication link to the nearest base station. When someone speaks on a mobile phone, that phone is sending out electromagnetic waves (EM). When someone listens on a mobile phone, that phone is capturing electromagnetic waves. Electromagnetic waves go out and come into a mobile phone through its antenna. That antenna is located very close to the user's head, and people have naturally wondered about the health effects of radiation from mobile phones since their inception.     

圆极化介质谐振天线设计与实现

探地雷达、隔墙雷达、人体接触式微波治疗探测设备的天线设计，要考虑应用场景并加入应用场景一并设计或仿真计算，才能获得最佳的应用效果。本文采用应用背景下的设计方法，设计了一种应用于接触式微波检测系统的圆极化介质天线。该天线工作在L波段，采用带状线缝隙耦合馈电。通过不等长十字耦合缝隙实现圆极化。研究了辐射背景在一定范围内变化时，对天线回波损耗，轴比和方向图的影响。并制作了实物，VSWR<2的带宽，仿真结果为16.6%，实测结果为29.7%。     

七频段金属外壳手机天线的设计

提出了一种应用在金属外壳手机终端上,实现了-6dB以下的带宽为800~960 MHz,1 710~3 000 MHz频段的天线设计。为了保证辐射性能和所需带宽,在金属的手机外壳的短边上开宽为2mm的U型槽,在馈电处采用电容匹配和一个可切换的电路接地枝节实现GSM850/900 (824~960 MHz),DCS/PCS/UMTS2100(1 710~2 170 MHz),LTE2300/2500 (2 300~2700 MHz)七个频段的覆盖。手机尺寸为152 mm×72 mm×6.8 mm,天线的净空区域为7 mm×70 mm。通过实物测试,手机天线的辐射效率,在低频824~960 MHz频段中为38%~46%,在1 710~2 700 MHz中,辐射效率为可达38%~64%。该天线具有很好的辐射性能,适合应用于金属外壳的移动终端中。     

智能天线微带天线阵列中线阵单元设计

文中讨论矩形微带天线单元的设计方法,并组成线阵单元,用Ensemble软件对其进行优化与仿真。该线阵单元可应用于智能天线、导航测控天线等增益要求较高的系统中。仿真结果表明,该线阵单元有益于天线增益的提高和系统性能的改善。文中的设计仿真方法简单准确,具有普遍性,应用领域广。     

PCB Base Log-periodic Antenna for Mobile Communications

A log-periodic antenna can provide directivity and gain when operating in a wide band. The log-periodic antenna is used in many applications where wide bandwidth is required along with direct and medium gain. This research implements a sequential approach to the design and simulation of the performance of a printed log-periodic dipole antenna (LPDA) capable of operating in the 1800 MHz frequency range. The advantage of this antenna is the compactness and easy integration into planar circuits suitable for applications requiring wide bandwidth and high gain. The dimension of the designed antenna was originally calculated taking high frequency as 1885 MHz and low frequency as 1805 MHz, then modeled using HFSS-13 electromagnetic simulation to determine the effect of substrate dielectric properties on dipole width and length for element optimization. The design was verified by creating and measuring S11 and radiation dia-grams. The designed antenna has a total gain of 7.9dB and a wide bandwidth.     

椭球反射面聚焦天线的设计和仿真

本文根据聚焦要求,采用物理光学法分别设计了工作在Ka和Ku波段的椭球反射面天线,计算了正馈和偏馈两种方式下的反射面的焦场,并用电磁场仿真软件进行验证,结果表明理论计算与软件仿真结果一致。同时,对影响焦斑大小的因素进行了分析和比较,结果表明无遮挡的偏馈方式的汇聚效果稍优于正馈,口面越大聚焦效果越好。     

圆环阵列的互耦效应分析

互耦效应是阵列天线中确实存在并且影响天线性能的因素,所以互耦效应是阵列天线的分析和设计中必须考虑的因素.本文较为全面地分析了互耦效应对圆环阵列波束赋形的影响,涉及阵列阻抗变化、单元辐射特性变化,以及对馈电网络的影响.为了确定互耦影响下阵列各单元上激励电流分布,本文提出了一种迭代算法.仿真计算结果表明,该迭代算法对圆环阵列是有效的.通过综合考虑互耦对天线阵的各种影响,得到圆环阵列中互耦效应对波束赋形的仿真结果.     

Genetic algorithm optimization of broadband microstrip antenna

Genetic algorithm (GA) is utilized to design microstrip patch antenna shapes for broad bandwidth. A new project based on GA and high frequency simulation software (HFSS) is proposed to perform optimization. Reasonable agreement between simulated results and measured results of the GA-optimized design is obtained. The optimized patch design exhibits a three-fold enhancement in bandwidth when contrasted with a standard square microstrip antenna, showing the validity of this project.