基于缺陷地结构的小型宽带天线设计

该文介绍了一种使用缺陷地结构的小型化超宽带天线,其尺寸为29 mm×31.5 mm×1.6 mm,该天线采用正六边形金属贴片作为天线辐射贴片。通过在介质板上引入开口谐振环,产生了新的工作谐振频段,并进一步拓宽了天线的工作频段。通过在辐射贴片上加载"十字形"分支结构,使电流路径改变,从而改善天线的宽带辐射特性。测试结果表明,该天线反射系数<-10 dB的频段为3.0～19.3 GHz。     

一种新型小尺寸三陷波超宽带天线设计

文中提出了一种新型小尺寸具有三陷波特性的UWB天线。所设计的天线基本几何结构由50 Ω馈电线、圆形辐射贴片、缺陷地和一对开口谐振环组成,通过在天线的圆形辐射贴片上内嵌一对Y型贴片、地板上蚀刻出U型贴片和一对开口谐振环实现三陷波特性,天线的尺寸为30 mm×30 mm×16 mm。仿真和测试结果表明,该天线29~107 GHz的频段内回波损耗＜-10 dB,在37~42 GHz、515~5825 GHz和79~84 GHz3个频段内具有陷波特性,分别有效抑制了C频段的卫星系统、WLAN系统和X频段卫星系统对超宽带系统的干扰。在除3个阻带频段外的其余UWB工作频段范围内,有着良好的辐射方向特性和稳定的增益。仿真结果和实验结果表现出了良好的一致性。     

一种加载磁电超表面的宽带多频贴片天线

利用磁电超表面概念通过在等腰直角三角形天线贴片和接地面上分别蚀刻周期互补开口谐振环和十字缝隙图案并将天线对应的地板位置截取掉一部分分别构建了单元1和单元2,分析了其左手特性和提高高频端增益的工作机理,最终加载单元2制作了一款宽带多频贴片天线。仿真结果表明,所提出的天线具有4个带宽并且能够覆盖2.4/5.2/5.8 GHz的蓝牙/RFID/WLAN和2.5/3.5 GHz的WiMAX频带,这4个频带的带宽分别是0.29 GHz（2.33~2.62 GHz）,1.01 GHz(3.11~4.12 GHz),0.39 GHz(4.97~5.36 GHz),0.41 GHz(5.74~6.15 GHz)。由于接地板上蚀刻的超材料结构的左手特性影响了天线介质基底的等效媒质参数, 天线电磁场的传播方向被改变,在高频端,天线辐射场主要集中在水平方向而不是传统贴片天线的垂直方向。     

低剖面可承载UHF/L双频共口径圆极化定向天线

为了满足毫米波高密度、宽角扫描共口径相控阵天线对高性能、紧凑型天线单元的需求,提出了一种宽带Ku/Ka共口径天线单元设计方案. Ku频段双极化天线采用“十”字形贴片作为辐射体,一对正交放置的缝隙用于激励两个正交工作模式. Ka频段天线为探针馈电的磁电偶极子天线,加载的4个小贴片起调节匹配和方向图的作用. 同时,Ka频段天线对Ku频段天线起寄生加载作用,在有效降低Ku频段天线谐振频率的同时扩展阻抗带宽. 仿真结果表明,Ku频段天线水平和垂直极化分别工作在14.4~17.6 GHz和14.4~17.4 GHz,−10 dB阻抗带宽分别为20% 和18.7%;Ka频段天线工作在30~40 GHz,−10 dB阻抗带宽大于28.5%,测试结果与仿真结果吻合良好. 所提出的共口径天线单元具有尺寸小、带宽宽的特点,其横向尺寸为8.5 mm×8.5 mm（0.45λ×0.45λ,λ为Ku频段中心频率16 GHz对应的波长）. 本文为高密度、宽角扫描共口径相控阵天线提供了新颖的天线单元设计方案.     

一种新型小型化三频微带天线的设计

设计了一种可用于无线局域网/无线城域网(WLAN/WiMax)频段的小型化三频微带天线。该结构形似太极鱼,在鱼眼附近同轴馈电,并利用贴片上的一条矩形缝隙,既可实现阻抗匹配,又可使天线在贴片外边界3个位置产生谐振,进而实现在3个频段内同时工作。通过电磁仿真软件HFSS对天线进行仿真,结果表明,该天线在中心频点为2.45GHz,3.95GHz和5.25GHz处的回波损耗分别为29.7dB,29.2dB和27.4dB,天线性能良好。同时天线整体尺寸只有0.24λ×0.18λ(λ为频点2.45GHz时的自由空间波长),具有小型化的特点。该天线尺寸小且结构简单,具有良好的应用价值。其中2.45GHz和5.25GHz可用于WLAN频段,3.9GHz可用于WiMax频段。     

基于SRR结构的陷波超宽带天线设计

针对超宽带系统易受窄带信号干扰的问题,设计了一种新颖的基于金属开口谐振环(SRR)结构的平面超宽带陷波天线。在天线的辐射贴片上加载U形缝隙,实现了其陷波特性。利用仿真软件研究了U形缝隙的物理尺寸对其陷波特性的影响,并对所设计的超宽带天线进行了制作和测量。结果表明,所制天线在超宽带系统3.1~10.6GHz工作频段的电压驻波比(VSWR)小于2,在WLAN频段具有良好的陷波特性,有效地抑制了超宽带通信系统与窄带通信系统之间潜在的干扰。     

一种新型宽带双频段圆极化RFID读写天线

提出了一种新型宽带双频圆极化射频识别(RFID)读写天线,由上层的旋转对称折合振子和缝隙加载的方形贴片以及下层的紧凑型馈电网络构成。天线具有两个外部端口,分别激励低频0.9 GHz和高频2.45 GHz双频段的圆极化辐射。借助HFSS对天线进行了建模、仿真和优化,最后采用FR4板材制作天线实物并完成了试验测试。天线的外部尺寸为0.6λ0×0.6λ0×0.1λ0(λ0为0.9 GHz频点下的自由空间波长),测试结果表明,天线在低频段和高频段的-10 dB阻抗带宽和3dB轴比带宽分别为91.1%(4.9%)和87.8%(1.3%),频段内的峰值增益为5.48 dBic(3.63 dBic),最小轴比为1.1 dB(1.2 dB),在高低频段内,天线的辐射方向图对称稳定。该天线不仅能够满足全球通用型UHF频段(0.84~0.96 GHz)和ISM频段(2.4~2.5 GHz)RFID读写应用需求,而且具有低成本、易加工等优点,在物联网领域将具有很好的应用前景。     

基于液晶聚合物的双陷波可穿戴天线的设计

基于超薄液晶聚合物柔性材料,设计了一种满足无线体域网(WBAN)需求的双陷波UWB可穿戴天线。该天线由椭圆形贴片、锥形三叉戟共面馈线和梯形地板组成。通过分别在辐射贴片上蚀刻椭圆开口谐振环和在共面馈线上蚀刻n形槽以实现双陷波特性。该天线采用共面波导的馈电方式,具有良好的共面性,易于与载体共形。经网络矢量分析仪测试结果表明,该天线在3. 1~10. 6 GHz的超宽带频段内回波损耗小于-10 d B的同时,在4. 88~6. 15 GHz和7. 55~8. 51 GHz内拥有双陷波特性,可抑制WiMAX和ITU 8 GHz频段对系统产生的干扰。与以往的可穿戴天线相比,该天线厚度仅为0. 1 mm,且柔性可弯曲。此外,对天线在弯曲情况下进行测试,天线特性基本保持不变。     

基于CSRR结构的双陷波超宽带天线设计

设计了一个基于圆环型互补开口谐振环(CSRR)结构的双陷波超宽带天线。通过在超宽带天线的辐射体上蚀刻圆环形CSRR结构实现了双陷波特性,对CSRR结构实现陷波特性的机理进行了分析。测量结果表明,天线在超宽带系统3.1~11.0GHz工作频段内的电压驻波比小于2,在WiMAX和WLAN频带内具有良好的陷波特性。天线体积较小,便于加工,适用于超宽带天线单元。     

缺陷地结构在双频MIMO 天线中的应用*

为了提高微带天线间的端口隔离度,提出了一种将缺陷地结构(DGS)应用在MIMO天线中的方法.利用一种双矩形开口谐振环(RCSRR)型的DGS结构排布在两天线之间,并对这种DGS结构进行了参数分析.这种紧致型的双矩形开口谐振环包括两个矩形的开口谐振环,并位于两金属贴片之间,每一个谐振环分别控制一个去耦的谐振频率.仿真和实测结果表明,将DGS结构应用于双频微带天线中可以在2.3/4GHz工作频段上很好地改善端口隔离度,端口间耦合减少9dB以上.     

一种共面波导馈电的三阻带超宽带天线设计与研究

设计了一种共面波导馈电的超宽带天线(UWB),该天线的辐射体和地板分别由具有渐变结构的类圆辐射贴片和梯形组成,具有良好的宽带阻抗匹配特性。通过在贴片的不同位置上嵌入3种不同形状的缝隙,实现了天线的3陷波特性。并利用HFSS 12软件对所设计的天线进行仿真测试,仿真计算和实测结果表明,该天线在WiMax(3.3～3.7G)、Wlan(5.15～5.825GHz)以及ITU(8.025～8.4GHz)3个频段内具有良好的陷波特性,并且该天线在其它通带频段具有良好的辐射特性和稳定的增益。天线的尺寸仅有25mm×29mm×1mm,利于与微波器件的集成。     

一款低不圆度WLAN 双频天线的设计与实现

提出了一种改进型的应用于无线局域网的双频印刷单极子天线。该天线可以覆盖IEEE 802. 11a/ b/ g (2. 4 ~2. 484GHz,5. 15 ~5. 825GHz)频段标准,其回波损耗小于10dB 的阻抗带宽在2. 4GHz 频段可达290MHz(2. 28 ~2. 57GHz),在5GHz 频段可达5. 53GHz(4. 34 ~9. 87GHz)。另外,在工作频带内,还获得了良好的全向辐射方向图 和天线增益。该天线的总体尺寸为22mm×44mm,结构紧凑, 且具有不圆度低、成本低和易于集成等优点, 因此具有 十分良好的应用潜质。     

3D打印的小型化超宽带盘锥天线

在传统双锥天线的结构上,将双锥天线的上圆锥用圆盘替代,形成由一盘一锥构成的倒置盘锥结构的小型化超宽带盘锥天线。该天线满足新型天线的超宽工作频带、小型化、水平全向辐射的性能需求。该天线在实现超宽带性能的同时,也实现了天线的小型化和轻量化。利用电磁仿真软件CST STUDIO SUITE 2017对天线结构设计和参数优化后,采用3D打印技术加工制作了天线样品,其直径仅为74 mm(0. 17λ),高度仅为97. 37 mm(0. 23λ),其中λ为天线工作频段低端对应波长。仿真和测试结果表明,当S11(Return Loss)≤-10 d B时,天线的工作频段为0. 7~17. 1 GHz,相对带宽为184. 3%,其水平全向辐射性能良好,最大增益为6. 63 d Bi,且该天线结构简单,易于加工,具有一定的工程应用价值。     

Wideband GNSS antenna covered by a double-sided metasurface

A novel global navigation satellite system (GNSS) antenna that employs a double-sided metasurface (MS) to cover a circularly slotted patch antenna is presented. With this MS, the antenna has a wide −10-dB reflection coefficient bandwidth from 1.160 GHz to 1.640 GHz (34.3%) and 3-dB axial ratio (AR) bandwidth from 1.170 GHz to 1.720 GHz (38.1%), covering all frequency bands of the GNSSs within a single band. Meanwhile, the right-handed circular polarization (RHCP) gain of the antenna is enhanced by the MS, with a peak value of 6.44 dBic at 1.600 GHz. An electrically small footprint of 0.364 λ₀ × 0.364 λ₀ is also achieved by the antenna at the operating frequency of 1.170 GHz.     

一种应用于n77/n78/n79频段的双频滤波天线

提出了一种基于双层结构的双频滤波天线,工作在n77/n78/n79频段。该天线由上层基板的2个矩形辐射贴片和下层基板的阶跃阻抗谐振器、2个“L”型枝节组成。2块介质基板材料均为FR4,且通过探针相连。上层介质基板上的2个矩形辐射贴片激发2个谐振模式,其中高频谐振用于形成n79频段,低频谐振用于形成n77/n78频段。为了获得双通带滤波效果,在下层介质基板中引入阶跃阻抗谐振器,在2个频段间形成带外辐射零点。此外,下层基板上的“L”型枝节可以引入额外的谐振点来扩大天线的带宽。该结构经过高频仿真软件(HFSS)优化,其仿真结果和测试结果均在3.37~3.53 GHz(n77/n78),4.55~4.64 GHz(n79)2个频段范围内,可用于6 GHz以下5G的无线通信应用。     

具有双陷波特性的六边形分形超宽带缝隙天线

提出一款具有双陷波特性的六边形分形超宽带缝隙天线,天线总尺寸为32 mmx16 mmx1.6 mm,采用六边形和三角形迭代嵌套的3阶分形结构作为辐射贴片,并采用缺陷地结构作为接地板,实现了3.0～ 15.26 GHz的超宽带带宽.在馈线两侧引入对称L形开路枝节,并在接地板上刻蚀U形窄缝隙产生了4.71～5.87 GHz...     

Cylindrical ring dielectric loaded horizontally polarized omnidirectional antenna for wideband radiation

A wideband horizontally polarized omnidirectional antenna with a cylindrical ring dielectric (CRD) loaded is proposed. Compared with the conventional alford-structure loop antenna (ASLA), the impedance and radiation pattern bandwidths are broadened by loading a CRD to the ASLA with two wing sections. The designed antenna is fabricated and measured, and good performance has been obtained. The measured reflection coefficient is less than −10 dB over the frequency band 1.63–2.8 GHz, i.e., 52.8%, which can cover 2G/3G/LTE band totally. The gain variation in all directions of horizontal plane is less than 1.4 dB in the whole band. The maximum gain is 1.56dBi throughout the operating band and it appears at 1.66 GHz. It is worth noting that the gain is around 1dBi and almost constant from 1.9 GHz to 2.7 GHz. Besides, the designed antenna has a compact size of 0.55λ × 0.55λ × 0.057λ, λ is for the lowest frequency of the operating band.     

可用于物联网的高隔离度双频MIMO天线

设计了一种高隔离度双频多输入多输出（MIMO）天线,该天线覆盖2.4 GHz和5 GHz无线局域网频带,可以应用于移动物联网之中。天线包含两个相同的辐射单元天线,采用微带馈电的方式进行馈电。单元天线使用单极子天线作为基本辐射器,其包含一根长的和短的单极子天线,分别谐振在低频和高频频段。通过在两个单元天线中间加载T型隔离器提高了单元天线之间的隔离度。天线的辐射振子、馈电以及T型隔离器都印刷在同一块微波板材上,从而方便了天线的制作和加工。仿真结果表明,该天线在1.9~2.8 GHz以及4.7~6.2 GHz频带范围内能实现良好的双频工作特性,天线隔离度近20 dB,可以广泛应用于物联网系统中。     

应用于RFID 的小型化双频微带天线的设计与分析

提出了一种适用于射频识别手持读写器的双频单层微带天线新颖设计,适用于超高频频段(920～925MHz)和ISM频段(2.4 ～2.5GHz)的射频识别系统.切四角和中心方形结合缝隙结构,实现了天线的小型化设计,满足了天线设计要求,选用廉价FR4板材尺寸为75mm×75mm×3mm.给出了天线设计思路,并利用电磁仿真软件分析了天线性能,仿真与测试结果吻合良好.天线测试结果表明:在917.1 ～936.5MHz频带范围内回波损耗小于15dB,在2.43～2.47GHz频段内小于-15dB;在UHF频段与ISM频段内,读写器天线的最大增益为0.02dBi和1.66dBi,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.