RFID圆环缝隙天线设计以及环境影响测试

为了满足2.45GHz射频识别系统工作的需求,所设计的2.45GHz圆环缝隙标签天线的性能指标为:在驻波比小于1.5的条件下,工作带宽约为300MHz(2.19~2.49GHz);天线增益为3.31dBi;天线尺寸满足RFID系统应用需求.本文给出了该标签天线的实测结果,与理论结果吻合良好.论文给出周边塑料瓶水、玻璃瓶水、金属罐头瓶在不同位置时对天线匹配特性影响的测量,结果表明,塑料瓶水和玻璃瓶水对天线匹配性能的影响类似,当周围物体距离天线小于2.5cm时,天线的谐振频率将发生偏移.金属罐头瓶距离天线小于0.3cm将导致天线无法工作,当所有物体距离天线的位置超过2.5cm时,天线可以正常工作.     

UHF频段金属型标签天线的研究与设计

随着天线技术的发展,时UHF RFID可用于金属物体的标签天线的研究成为了热点和难点.根据当前标签天线的设计特点和设计原则,设计出一种适用于845～960MHz的宽频带可用于金属物体的新型标签天线,并通过仿真分析与计算确定了天线的一些重要参量,实现了标签天线输入阻抗能在较大范围内与更多阻抗不同的标签芯片进行匹配.实测结果与仿真结果基本一致,抗金属性能稳定,天线尺寸较小,通信距离较远.     

基于LTCC的S频段新型耐高温天线设计

基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术与传统的贴片天线,设计了一种S频段新型耐高温天线.该天线充分发挥了LTCC材料良好的耐高温性能,能够承受的最高温度可达400℃左右.通过两层耦合贴片的设计方法,使天线可以工作在一个较宽的频率范围内,解决了高介电常数引起的窄带工作和高温导致的谐振频率偏移问题.同时,微带馈线部分通过阶梯阻抗变换,降低了天线的回波损耗,提高了端口的匹配效率.仿真结果表明,当天线工作的中心频率为2.67 GHz、工作环境温度为25℃到400℃时,可用带宽为100 MHz,且辐射方向性稳定.     

金属器件对手机内置单极天线性能的影响

提出一种常规的平面双频单极天线,在折叠手机闭合模式下,重点从天线的谐振频率、带宽和增益3个参数角度出发,分别研究了金属器件:扬声器、电池与该平面双频单极天线的相对位置关系,以及对天线性能的影响。并利用HFSS软件优化功能,寻找出扬声器和电池板对平面单极天线性能影响最小的位置组合关系。最后制作了实际模型,与测试验证的仿真结果基本吻合。     

一种X 和Ka 波段频率可重构Koch分形振子天线研究*

将射频开关和Koch分形振子相结合,设计了一款结构紧凑的可工作于X和Ka两个波段的频率可重构天线,所设计的天线长度约为相同谐振频率普通振子天线的80％.天线工作于Ka频段时,由于天线中被射频开关断开的其它部分对其辐射性能的影响严重,会使Ka频段的方向图发生严重变形,因此我们又对天线进行了改进优化.改进后的天线由Koch分形振子和其前端另外延伸增加的一普通振子构成,改进天线在X频段和Ka频段的性能分别由Koch分形振子和普通振子所决定.仿真和实测结果表明:改进优化后的天线在X和Ka两个频段都具有良好的性能.     

顶部加载单极天线的研究与仿真

短波天线的尺寸是其应用的主要障碍。论文分析了顶部加载对天线性能的影响,选取顶部加载单极天线作为研究和仿真的对象。通过改变顶线个数、张角、长度以及直径等参数值,仿真分析各参数变化对天线性能的影响。结果表明,顶部加载可以有效降低天线的谐振频率,实现天线的小型化。     

加载小型天线的谐振腔特性分析及应用研究

提出了一种测量小型天线的方法,以适应对数量极为庞大的终端天线产品特性的逐一检测.理论分析和实验验证均表明:谐振腔内放入双频天线时,会出现三个谐振频率,其一为加载天线后的腔体的谐振频率,另外两个是受外加激励由天线产生的辐射场.前者携带有天线几何结构及其构成材料的信息,后者含有天线辐射特性方面的信息.据此,建立了一套可对批量天线产品性能进行检测的谐振腔系统,该系统还可对其它小体积样品的物理特性进行测量,同时使谐振腔的应用由对一般材料特性的测量扩展到了对有辐射特性器件的测试.     

带金属柱矩形贴片天线的谐振频率

首次采用有限元与谐振腔模型结构的混合有限元方法对有金属方柱的薄基片矩形贴片天线的谐振频率进行了数值计算和实验分析，谐振频率的计算结果与实验结果符合很好。     

梯形弯折线单极子天线的谐振特性

基于矩量法数值方法,研究了由梯形弯折线构成的单极子天线的谐振特性。着重于分析在天线高度和宽度都有明确尺寸要求条件下,天线输入参数与梯形弯折线弯折次数的关系以及与弯折角的关系。结果表明,弯折角的改变对天线谐振特性具有很强的调节作用,恰当地选择弯折角可以有效地改变天线的谐振频率与带宽,提高天线的辐射能力和匹配性能。     

可穿戴式柔性天线

可穿戴式柔性天线是一种新概念天线,它利用柔性材料的特点使得整个天线结构具有柔软和易弯曲性。描述了天线弯曲是如何影响可穿戴式编织材料天线性能的,重点研究了因天线弯曲而产生的天线谐振频率的波动和输入匹配带宽的变化,同时还分析了其对辐射方向图畸变和辐射效率的影响,最后给出了常规贴片天线、电磁带隙天线和双频段U型槽天线三种不同天线的研究结果。     

集装箱表面的超高频RFID标签天线设计

提出了一款用于集装箱上的超高频RFID标签天线。从实际制作角度详细分析了天线与金属板的不同距离和金属板不同尺寸对天线参数的影响。结果表明,通过适当选取天线与金属板的距离以及联系实际的使用环境,其阅读距离基本满足要求,并且金属板尺寸的增大,使天线的增益也随着增大,但对天线的匹配影响较小,适合集装箱上RFID标签天线的应用。     

一种用于金属表面的RFID天线设计

提出了一种用于金属物体表面的RFID天线。该天线包含一个耦合地板和翼型辐射贴片。天线尺寸为84 mm×25 mm×4.5 mm,当圆极化阅读器天线增益为7.5 dBi,辐射功率为30 dBm时,在902~928 MHz范围内阅读距离可达10 m。标签天线在金属物体表面的实测结果显示,该标签具有较好的远距离识别性能。     

异物对天线性能的影响分析

针对异物的存在将对天线性能产生影响这一问题,设计了一款单臂阿基米德平面螺旋天线。该天线的尺寸相对较小,剖面极低,具有良好的宽频带特性和圆极化特性。通过HFSS软件模拟仿真并分析异物如铁块、木头、肌肉组织等对天线性能的影响。仿真结果表明：磁导率较大的铁块与介电常数较大的肌肉组织对天线性能影响较大,介电常数小的木头对天线性能影响较小;异物尺寸越大对天线性能的影响越明显;异物距天线轴向的横向距离不同对天线性能的影响程度也有所不同。分析结果为天线作为一种异物检测工具的可行性提供了理论依据。     

金属表面超高频RFID印刷标签天线设计

为满足对金属表面物体智能识读的应用需求,设计了一款可用于金属表面的超高频RFID电子标签天线,使用时将标签贴合在厚度仅为5mm的泡沫介质上,然后置于金属表面,利用金属表面作为自身反射板增加了天线的读取距离。整个天线的面积大小为95mm×45mm,标签的最远读取距离可达4．5m。同时由于表面印刷结构的采用,使得整个标签成本低廉、易于批量生产。     

面向车载鲨鱼鳍的宽频MIMO天线设计

为了解决车载通信天线工作频带窄、尺寸大等缺点,文中提出了一款应用于车载鲨鱼鳍外壳的新型小型化、宽带MIMO天线。为了实现天线的宽带特性,充分利用了印制单极子天线易于引入多谐振的特点,首先通过合理的尺寸设计,将单极子天线谐振频率设计至工作频段中;然后,使用缝隙加载技术,增加天线谐振模式数量并改善天线阻抗匹配特性,拓宽了天线带宽并实现了天线的小型化。为了验证天线实际性能,将天线安装于鲨鱼鳍外壳中进行了测试。结果表明,该天线可以覆盖824～5 000 MHz的频段范围,驻波比均小于3,增益最低1.9 d Bi、最高6.2 d B,效率均高于49.5%、最高达89.2%。该天线可满足车载通信系统对天线的宽带化和小型化要求。     

新型低剖面石墨烯THz 天线研究

提出了一种新型石墨烯THz天线,该天线由金属波导和周围多个石墨烯单元构成,相比于传统的金属天线,具有馈电简单、低剖面的特点。由于石墨烯在THz频率具有负的电导率虚部,因此会激发其局域表面等离激元共振。电磁波通过波导口向外辐射过程中,波导和天线单元之间强烈耦合,形成集体的电磁波振荡,由此天线单元之间保持了良好的相位一致性,最终使得远场的增益比单波导口增益增加了6.5dB,波束宽度则减小至21.2°,有效提高了天线的性能。通过改变石墨烯的偏置电压或者掺杂浓度还可以改变其工作频率,形成可调谐的石墨烯THz天线,未来可以应用于THz通信等方面。     

基于紧耦合结构的宽带基站天线设计

随着5G移动通信频段的公布,传统基站天线已不足以覆盖其工作频段。文章以紧耦合阵列天线理论为基础,提出了一种基于紧耦合结构的交叉偶极子宽带基站天线。该天线由两对正交的领结状偶极子天线构成,通过两对交叉偶极子之间的耦合效应,有效地展宽了天线的阻抗带宽。同时,通过在天线和金属反射板之间加载电阻型频率选择表面,吸收由反射板引入的谐振反射波,改善天线高频端辐射性能。仿真及测试结果表明:该天线在1.7-3.6 GHz 频率范围内,可以满足基站天线的设计指标,两端口驻波比均小于1.5,两端口之间隔离度大于55 dB,半功率波束宽度满足65°±5°范围,且整个频段内增益均大于8.5 dBi。     

一种应用于WLAN的抗金属四频段平面单极天线设计

用于非金属外壳设备的常规天线与金属外壳设备一起使用,会导致完全不同的回波损耗。因此,提出了一种同时适用于金属外壳和非金属外壳设备的四频段平面单极天线,该天线由一个弯曲接地层、一对寄生贴片和由同轴馈电激发的辐射片组成。提出的天线能够在不同类型接地层影响下,保持其谐振频率一致性,甚至能够连接到金属外壳上。该天线适用于在WLAN 2.4/5.2/5.8 GHz、WiMAX 3.5/5.5 GHz和4.5GHz工作的多种应用。仿真和实际测量结果显示,即便是连接到较大的金属外壳或金属板时,提出天线能够较好地保持回波损耗和增益一致性且符合行业标准。     

超薄高增益UHF 抗金属标签天线设计

设计了一款超薄的高增益UHF抗金属标签天线。标签天线以高介电常数的陶瓷为介质基板,由上层带有双T 型槽缝的金属贴片、介质基板和下层金属贴片组成,天线平面尺寸为80 mm×40 mm,厚度仅为0.8 mm。天线结构简单,不需要短路通孔、短路销钉或短路贴片将天线上层贴片与地板相连,通过改变天线上层贴片T 型槽缝的尺寸,可以对标签天线阻抗进行有效调节,并实现天线的低剖面。天线未加金属地板最大增益为3.4 dBi,加载金属地板最大增益为6.9 dBi,且加载金属地板前后天线的中心频率和阻抗带宽无明显变化。实际测试结果与仿真结果比较吻合,实测未加载金属地板状态下最大识别距离为4.5m,加载金属地板状态下实测最大识别距离为6.8 m。     

低RCS栅格微带天线研究

研究了栅格微带天线在微带天线RCS减缩中的应用。分析了栅格线宽度、栅格线间距、栅格化方式等参数对天线的谐振频率、增益的影响。设计了一副具有低RCS特性的栅格微带天线,与谐振在同频率的微带贴片天线相比,天线的增益仅降低0. 6dBi,而天线在2~10GHz频带内的平均RCS降低4dBsm。