一种适用于蓝牙的折叠PIFA天线的设计和分析

介绍了传统印制倒F型天线的工作原理和结构特性,详细分析了影响天线阻抗的因素。以一款支持蓝牙功能的GSM手机为例,通过ANSOFT公司的软件HFSS 10.0进行仿真,设计了一款体积小、性能好的蓝牙天线。该天线工作于2.4~2.483 GHz频段、尺寸只有16 mm×4.5 mm,10 dB阻抗带宽为5%。改善后的PIFA天线成本低、结构紧凑、馈电方便,同时设计简洁、灵活,完全适于蓝牙系统应用。     

新型双U-T结构宽频带RFID标签天线设计

设计了一款匹配复数芯片阻抗的双T型RFID标签天线,其天线带宽在驻波比小于2的条件下为80 MHz(882~962 MHz),在此基础之上通过添加双U型结构将天线阻抗带宽展宽了27%,至102 MHz(875~977 MHz)(VSWR<2).这种新型的双U-T结构标签天线增益可达1.93 dBi,半功率波瓣宽度(HPBW)约为84o;天线尺寸为89.2 mm×29.0 mm.通过T型馈电网络的枝节调节,可以实现匹配不同复数阻抗的芯片的目的.     

一种适用于GSM DCS和ISM频段的PIFA天线

移动通信业务的多样化要求多种业务共用一副天线,以节省终端内的有限空间。在平面倒F天线(PIFA)的基础上加载一种新型的缝隙结构,得到一种适用于GSM900、DCS1800和ISMWLAN2.4GHz三个频段的小型宽带移动终端天线。仿真结果表明,该天线在三个频段上的相对阻抗带宽分别达到6.5%、7.5%和3.4%,尤其是在GSM900MHz频段的阻抗带宽比其他同类型天线展宽1倍。该天线具有较好的频率特性和辐射特性,完全适合多频移动通信终端应用。     

一种UHF频段宽带电子标签天线的设计分析

针对射频识别系统UHF频段的欧洲标准866~869 MHz和美国标准902~928 MHz,以及中国标准840~845 MHz和920~925 MHz,设计并制作了一种电磁耦合馈电结构的标签天线,其结构简单且便于调整匹配阻抗,带宽较宽且具有双频谐振特性,能同时适用于以上几种RFID标准。通过仿真和实测分析关键物理参数对天线特性的影响,结果表明该天线性能较佳且实用。     

一种三频内置手机天线的设计与仿真

本文提出一种新型平面倒置F型三频手机天线(PIFA)。天线采取单馈点同轴馈电,上层辐射片开h形槽孔,应用时域有限差分法对天线进行设计和仿真,在GSM900MHz,DCS1800MHz和ISM2450MHz 3个频段的增益分别达到了0.1dBi,0.25dBi和0.4dBi,带宽分别达到了6.44%,6.67%和4.5%,表明该天线可在三个频段工作,满足了新一代无线通信系统对频段、带宽和增益的要求。     

一种带有新型馈电结构的宽带印刷角锥四臂螺旋天线

本文提出一种新型馈电结构的印刷角锥四臂螺旋天线。通过采用柱面共形结构馈电网络,与传统四臂螺旋天线相比极大地减小了地板安装面积及改善了阻抗带宽和轴比带宽。S11小于-10dB的阻抗带宽可达39.7%,3dB轴比带宽约22%。测试与仿真结果吻合良好。     

一种新型三频PIFA天线设计

针对天线的多频问题,提出一种新型的三频段平面倒F天线(PIFA天线),该结构采用在辐射贴片上开U形槽和∏形槽来实现。通过HFSS13.0对天线模型进行仿真分析,使得天线最终工作于GSM(890～960 MHz)、DCS(1 710～1 880 MHz)和ISM2 400 MHz(2 400～2 484 MHz)3个频段。仿真结果表明,3个频段的相对带宽分别为10%、6%和11%,能满足通信要求。此外,天线整体辐射性能良好,且结构简单。     

一种超宽带半球柱面螺旋天线的研究

研究了一种等弧距单臂半球柱面螺旋天线，其具有宽带、小尺寸、圆极化、低剖面等特点.该天线采用半球柱面螺旋天线结构，通过在馈电端引入等效L节匹配网络进行阻抗变换，扩展天线带宽，最终实现了天线的小型化、圆极化及超宽带.利用HFSS仿真软件对半球柱面螺旋天线结构参数进行优化，仿真及测试结果表明，该天线具有超过30%的阻抗带宽及超过20%的轴比带宽，最高增益能够达到9 dB，具有良好的辐射特性.     

一种用于无线局域网的双频带印刷偶极子天线

介绍了一种运用于无线局域网的小型化印刷偶极子天线,它采用对偶极子两个臂开槽结构,使其获得双频带和小型化的特性。采用基于耦合馈电的巴伦馈电方式,使天线具有宽带匹配、结构简单、制作方便、易于集成到无线通信设备中的优点。仿真结果表明,在2.4 GHz和5.8 GHz两个频带的带宽分别为590 MHz(2.13~2.72 GHz约24.33%)和700 MHz(5.24~5.94 GHz约12.52%),而且方向图比较理想。该天线的主要优点是结构简单、体积小、低剖面、成本低、易共形,能够满足WLAN的需要。     

宽频带圆极化缝隙螺旋天线的设计

研究了一种宽阻抗带宽和宽圆极化轴比带宽的缝隙螺旋天线。天线印制在由FR4 介质基板构建的 方形柱状结构的内外表面,两组长短不同的缝隙螺旋臂印制在介质基板外表面并延伸至天线顶部;一条弯折的微带 线作为馈电网络印制在介质基板内表面,通过对各缝隙耦合馈电,实现天线宽阻抗带宽和轴比带宽。实测结果表 明:天线尺寸为0. 111λ0 ×0. 111λ0 ×0. 221λ0(λ0 为北斗B2 中心频率1. 207 GHz 对应的自由空间波长),S11 ≤ -10 dB 的阻抗带宽为1. 158~1. 778 GHz,轴比≤3 dB 的圆极化带宽为1. 133~1. 918 GHz。该天线采用缝隙螺旋结构,通过 简易的馈电网络实现天线小型化和宽频带特性,在卫星导航系统中具有较好的应用前景。     

海事卫星通信海上宽带系统终端天线的设计

提出了一种应用于海事卫星通信海上宽带系统终端的圆极化叠层微带天线,该天线选用廉价FR4板、空气介质和对角线切角的正方形贴片组成叠层结构,采用不等功率四馈电技术激励主辐射贴片,展宽了天线的阻抗带宽和轴比带宽。文中给出了设计思路,并利用电磁仿真软件HFSS分析了天线性能,仿真与测试结果吻合良好。结果表明:天线具有良好的性能,VSWR≤1.5的阻抗带宽测量值达23.4%(1453～1838MHz),轴比小于3dB的圆极化带宽仿真值达25.6%(1360～1760MHz)。在海事卫星工作频段内VSWR小于1.2,轴比小于1.5dB,增益大于9dBi。所设计的天线满足Fleet Broadband系统FB150业务的需求。     

采用新型馈电结构的双频宽带导航天线设计

基于新馈电结构,设计了一款覆盖全球四大卫星导航系统的双频宽带贴片天线。采用了一种四分八馈电线路,以8个同轴馈电探针两两相连的方式将两路天线馈电信号合为一路,有效简化了馈电网络的复杂性,同时保证了天线辐射的增益、带宽和轴比性能。该双频辐射贴片单元采用正八边形层叠式结构设计,并在每个天线单元边缘对称添加两组矩形调谐单元,有效增加了天线辐射的波束带宽。该双频天线单元在高频1.482~1.617 GHz（波束带宽155 MHz）和低频1.191~1.252 GHz(波束带宽61 MHz）频段范围内,都能保证良好的辐射增益;高低频的3 dB轴比带宽为-130°~130°,具备良好的圆极化性能。经实物样机对比测试分析,实测结果与仿真结果基本吻合。     

一种新型毫米波磁电偶极子天线阵列设计

该文将磁电偶极子天线作为辐射阵子,并应用一种共面波导馈电网络,研究并设计了一种新型44毫米波天线阵列。这种设计不仅具有很宽的阻抗带宽和增益带宽,而且价格低廉易于生产。仿真和测试结果表明,此天线阵列的相对阻抗带宽为54.5%, 3 dB增益带宽为37.1%,在工作频带内(40.2~70.0 GHz),最大增益为18.1 dBi。而基于其他技术设计的44毫米波天线阵列(如微带天线、偶极子天线)工作频带宽度一般在20%左右,增益一般在16~17 dBi。所以该文提出的天线阵列设计具有明显的优势。另外,仿真设计结果和实测的电参数数据有较好的一致性。     

一种频带展宽的小型化左手偶极子天线的设计

左手传输线加载偶极子(简称左手偶极子)可以有效实现天线的小型化,但是这种天线通常带宽窄、效率低。通过采用一种渐变的梯形网络结构代替传统的非渐变的结构形式来改善天线的阻抗特性,设计了四单元的左手偶极子天线,进而拓展了天线的带宽,天线总长度为0.2。仿真和实物测试结果显示:天线同时工作在–1阶和–3阶谐振模式,|S11|≤–10 dB的阻抗带宽达到6.5%,在工作频段内(571~610 MHz),天线的增益不小于–4.25 dBi,效率大于25%。     

宽带高增益直角反射器天线

该文设计了一种基于直角反射器的宽带高增益天线。天线结构包括八元印刷偶极子阵、一分八并联馈电网络、直角反射器。平行双线形式馈电网络实现各偶极子单元平衡馈电的同时具有阻抗变换作用,从而保证了辐射单元具有良好的幅相特性。馈电网络和辐射单元均印刷在介电常数为2.65的介质基板上,使得天线结构简单、成本低、易加工。将印刷有辐射单元和馈电网络的介质板放置于直角反射器内提高天线的增益。测试结果显示,该天线电压驻波比(VSWR)≤2的相对阻抗带宽达到21.4%（7.00~8.68 GHz）,在对应的阻抗带宽内,天线增益达到17 dBi。     

一种新型的双频带可植入天线设计

设计了一款工作在医疗设备通信服务频段(MICS,402~405 MHz)和工业、科学和医疗频段(ISM,2.4~2.48GHz)的新型小型化双带植入天线。通过合并一个螺旋辐射带和一个U型辐射带,天线能形成紧凑的双平面倒F(PIFA)结构。包括上下基片层的天线总体积为17 mm×16 mm×1.27 mm。测量的低频带和高频带的–10 d B带宽分别为412~436 MHz和2.4~2.5 GHz。此外,研究了天线的辐射特性及比吸收率(SAR)。     

一种新型圆极化UHF通用型RFID读写器天线

面向超高频(UHF)通用型射频识别(RFID)读写器天线的应用需求,设计了一款完全覆盖全球UHF(840-960MHz)频段的RFID圆极化读写器天线。天线采用平面缝隙贴片结构,以共面波导(CPW)馈电方式实现宽频带圆极化特性。测试结果表明,天线的阻抗带宽为735-1014MHz(S11<-10dB),相对带宽31.9%,并且在840-960MHz频段内S11<-20dB,3dB轴比带宽为838-1134MHz,相对带宽30.0%,工作频带内有大于3.5dBi的平坦增益。仿真结果与测试结果基本吻合,天线结构精简,易于加工,满足全球UHF RFID读写器天线的应用需求。     

新型超宽带双极化电磁偶极子天线

设计了一款新型的超宽带双极化电磁偶极子天线。采用阶梯型馈电结构代替传统电磁偶极子的Γ形馈电结构,半椭圆电偶极子代替传统矩形电偶极子,从而获得了更宽的阻抗带宽。对该天线加工制作了天线样品并进行了测试,仿真和测试吻合良好。该天线的2个极化馈电端口阻抗带宽(驻波比SWR<2)分别达到90.8%(2.06~5.37 GHz)和84.4%(2.08~5.12 GHz);并在整个工作频段范围内,该天线呈现良好的定向辐射特性和稳定增益,2个馈电端口增益分别为(8.6±0.8) dBi和(8.85±0.85) dBi。     

无线数据采集系统914MHz天线的设计

提出了一种工作频率为914MHz的印刷偶极子天线。为了使天线获得宽带特性和平衡馈电,采用了微带线到共面带状线的巴伦馈电。仿真表明天线在830MHz~1030MHz左右范围内,回波损耗低于-10dB,相对带宽可达22%。在中心工作频点上,该天线具有良好的回波损耗,可达-50dB。且结构简单,易于制作和集成,可用于相关的无线数据采集系统中。     

RF MEMS频率可重构三频PIFA天线的设计

设计了一种结合RF MEMS开关实现频率可重构的三频PIFA(planner inverted F-antenna,平面倒F天线)天线。该频率可重构天线通过变换在地层的RF MEMS开关的通断改变天线的谐振回路的物理长度,从而改变PIFA天线的工作频率。通过HFSS仿真可知,这个天线可以工作在203,498和910 MHz这三个频率为中心的频段,其相对带宽分别为18%,10%和8%,能够满足实际通信的需求。