检测气体绝缘组合电器局部放电的四频段微带单极子特高频天线设计

针对用于气体绝缘组合电器(GIS)局部放电特高频(UHF)在线监测的天线传感器应具有宽频带、高增益和小尺寸等性能要求,设计了一种外置小型四频段微带单极子特高频天线传感器。采用多个辐射单元技术,展宽了特高频天线的检测频段,实现了传感器的多频信号传感特性,运用HFSS仿真软件对天线结构尺寸进行优化设计,选取一组最优参数进行特高频天线实物制作。理论计算和实验室天线特性实测表明,研制的外置四频段微带单极子特高频天线性能优异,在实验室GIS装置上,用已有的微带贴片特高频天线与所设计的特高频天线传感器对模拟缺陷产生的局放信号进行了对比检测,进一步证明了微带单极子特高频天线具有良好的检测灵敏度。     

GIS局部放电检测的微带单极子特高频天线研究

由于传统的脉冲电流检测法的监测范围较小,无法适用于大型电力设备的在线监测,因此对GIS局部放电检测的微带单极子特高频天线展开研究。阐述了特高频天线安装原理,选取了微带单极子特高频天线基础材料,最后优化了天线结构参数,实现了单极子特高频天线综合设计。仿真测试结果表明,设计的微带单极子特高频天线的性能良好,检测辐射强度差别较小,具有有效性,有一定的应用价值。     

新型小型化SWB定向天线

设计了一款兼具小型化、超级宽带(SWB)和定向辐射性能的新型单极子天线.该天线通过对辐射板等分切角设计,提高了高频阻抗带宽的同时缩小天线尺寸;采用短路片加载技术,通过在辐射板和金属地之间增加两只短路片拓展了低频带宽,进一步实现天线小型化,结合等分切角设计获得了超级宽带;通过角反射器和倾斜辐射板实现定向辐射.设计并加工制...     

电力电缆局部放电检测超高频传感器的研制

根据高压电力电缆及接头的结构特点,设计了一种用于局部放电超高频检测的内置式矩形螺旋加载探针超高频天线,阐明了该天线的结构,给出了天线参数的计算原则和方法.将微带紧缩探针馈电技术应用于平面螺旋印刷天线,通过优化参数,使得天线在检测频段内有良好的驻波比特性、较高的增益和稳定的检测方向.经仿真计算和实测得到天线的工作频带为3...     

一种新型的四频平面倒F天线

本文在分析传统平面倒F天线实现多频的U形、L形开槽方式基础上,对天线馈电形式及贴片的开槽形式进行了改进设计,通过改变馈电形式,并且在双层矩形贴片开出双∏型槽,使得天线实现四频特性。同时以一个工作在RFID（915MHz）、GSM（1800MHz）、WCDMA（2000MHz）和WiMAX（2.45GHz）,4个频段的平面倒F天线为例,给出了详细的设计过程和具体的设计参数.这种天线结构简单,容易制作,易于调节。本文使用HFSSV10进行了仿真分析。实测结果和仿真结果比较吻合。     

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。     

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。     

一种用于超高频电磁信号检测的单臂阿基米德螺旋天线的设计

研究了一种50Ω同轴电缆直接馈电的单臂阿基米德螺旋天线,通过优化仿真设计了天线各项硬件参数,实现了其在UHF(超高频)段的工作。通过锥形金属片过渡馈电的方式保证了天线结构的稳定性,克服了单臂阿基米德螺旋天线偏心馈电带来的不良影响。通过改进天线的终端结构,节约了天线制作材料,提升了天线的整体性能。通过仿真分析研究了天线介质材料、馈电圆锥角、天线占空比等对天线性能的影响,并进行了优化设计。结果表明,设计的天线结构简单无需馈电巴伦,其工作频带为:1.15GHz~2.4GHz,具有良好的圆极化特性,在工作频带范围内天线最大辐射方向具有5dB以上的增益,基本满足超高频电磁信号的检测要求。     

新型磁通切换电机优化设计与动态建模仿真

设计一种12槽/22极的新型磁通切换电机,针对此电机进行结构尺寸优化,并通过多物理场联合仿真进行控制策略研究。通过计算得到电机初步结构尺寸,在初始结构尺寸的基础上利用有限元软件对此新型磁通切换电机参数化建模,并针对该电机主要结构尺寸采用单参数独立优化及遗传算法全局优化两种优化方法进行优化仿真分析,确定最优结构尺寸,比较优化前后电机性能。利用有限元软件和simplorer构建滞环控制电流跟踪型控制系统,进行场路联合仿真。仿真分析结果验证了此电机设计及优化方法的正确性及其控制策略的合理性。     

小型化双频印刷缝隙天线

针对无线通信系统中的多频段传输天线的小型化问题,设计了一种由L型微带线馈电的小型化缝隙天线。通过在地平面上开三个阶梯组成一端开口的缝隙切断电流路径,从而实现WLAN频段的双频带覆盖。运用电磁仿真软件对天线进行参数仿真和优化分析,通过改变缝隙的长度和宽度来实现天线同时工作在2.45GHz和5.8GHz。结果表明天线端口回波损耗S11≤-10dB以下工作带宽分别为2.4~2.49GHz和5.48~6.1GHz,满足IEEE802.11b/g和IEEE802.11a/n标准。同时对天线进行实物制作并进行端口回波损耗、增益和辐射方向图测试,仿真结果与测试结果比较吻合。相较于传统平面缝隙天线,本文提出的天线尺寸紧凑且结构简单,易于加工并与电路良好集成,具有广泛的通信应用前景。     

Sleeve monopole on a circular ground‐plane

This paper presents a modal‐expansion analysis of a sleeve monopole antenna on a finite ground‐plane. Two perfectly conducting plates (one above the monopole and the other under the ground‐plane) are introduced to confine the modeling region and to facilitate the modal‐expansion analysis. The resulting guided‐wave structure is then divided into a number of regions and the electromagnetic field components in each region are expanded into the summation of its modal functions. The surface current distribution on the monopole and the antenna's input impedance and radiation pattern are obtained by finding the expansion coefficients through matching the tangential field components across the regional interfaces. Calculated results by the modal‐expansion method agree well with measured results for the return loss of a sleeve monopole fed through a circular ground‐plane by a coaxial probe. Numerical results for the surface current distribution, input impedance, and radiation pattern of a sleeve monopole on a circular ground plane are presented and discussed. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

Duo triangle-shaped rectangular microstrip-fed patch antennas input and output parameters investigation

Conventional rectangular microstrip-fed patch antennas are initially investigated numerically within the frequency band 2.0 to 2.8 GHz for Wi-Fi applications. In order to enhance the input parameters of the underlying antennas, three prototypes are designed. A split is diagonally loaded on a conventional radiating patch to achieve a duo triangle-shaped microstrip-fed patch antenna in the first step. The conducting ground plane of the conventional and the duo triangle-shaped patches is modified to design the microstrip-fed monopole and duo triangle-shaped monopole antennas in the second and third steps, respectively, within the frequency band of 2.0 to 7.0 GHz. Concepts of voltage and current waves as well as classical electrostatics approach solutions are used to, respectively, investigate the return loss bandwidth and the electric field radiation pattern of the proposed antennas. Numerical simulations show some relevant antenna performances such as a triple-band, a −10-dB return loss bandwidth of 29% , a gain of 7.5 dB, and a calculated half power beam width of 120^° in E-plane.     

三线式宽带短波天线建模与仿真

三线式宽带短波天线是一种新型的短波通信天线,为充分发挥该天线在全向通信与定向通信中的性能,本文首先采用矩量法分析计算三线天线在不同工种频率的辐射阻抗与天线方向图,并得到了天线方向性系数随工作频率变化的曲线,从而有效指导天线在全向通信或定向通信中的频率选择;利用电磁仿真软件FEKO建立了三线天线与典型地物的仿真模型,得到了典型工作频率、不同地物影响下天线方向图的畸变规律,总结出高度参数对三线天线方向图的影响最为明显,为三线天线选址架设等工程实践提供参考。     

The design of linear and circular polarization for dual band microstrip slot antenna

This paper presents a lightweight antenna for wireless communication systems. The proposed antenna has been designed to be a dual‐band and dual‐polarized antenna by using a right‐angled slot structure fed a by microstrip line. The designed antenna is composed of three right‐angled slot radiators on the ground plane. The first two radiators are right‐angled slots of similar scale which are added to generate circular polarization at 4.95 GHz, while the last one has been designed for linear polarization at 2.45 GHz. Furthermore, in order to achieve dual‐band operation and dual polarization with good matching, a special arrangement is proposed. The results of simulation and measurements such as return loss, axial ratio, and radiation patterns are shown at the resonant frequencies of 2.45 and 4.95 GHz. Details of the experimental results are presented and discussed. In addition, the presented antenna can operate and cover the applications of a wireless local area network (WLAN IEEE 802.11 a/b/g/j/n). © 2014 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

一种平面小型化超宽带天线的设计

提出了1款小型化单极子超宽带天线。该天线印刷在厚度h=1.0mm,介电常数εr=4.4的FR-4环氧树脂介质板上,主要由类似矩形辐射面、阶梯型接地面组成,总尺寸为33mm×28mm×1mm,满足小型化的设计要求。天线具有3.1～12.5GHz的可用超宽工作带宽(相对带宽达到120.5%)、良好的全向辐射特性、较高的增益和较小的群延时。同时,为了抑制来自全球微波互联接入系统(Wimax,3.3～3.6GHz)或无线局域网系统(WLAN,5.15～5.35GHz,5.75～5.825GHz)的干扰,利用在矩形辐射单元上蚀刻不同长度的C型槽的方法,使天线分别在频谱3.16～3.93GHz或5.11～5.89GHz上具有带陷特性。另外,文中给出了超宽带辐射单元尺寸和陷波槽总长度的估算方法。     

高速动车组车载双频天线设计与布局研究

针对动车组内无线通信质量问题,在微带线的基础上运用分枝法,设计出满足高速列车车载要求的双频单极子天线。天线尺寸为23mm×36mm×1.3mm,最大增益为3.8dBi,其工作频段为2.28~2.64GHz和5.47~6.15GHz,在2.4GHz和5.8GHz频段相对带宽分别为14.6%和11.7%,覆盖ISM频段。以CRH380A型动车组内部环境为研究对象,运用CST电磁仿真软件,建立车厢内部车载天线布局仿真模型。同时,将车内传输效果与自由空间进行对比。各BSS内的天线传输系数在ISM频段内位于-20~-50dB之间,RSRP属于最优等级Ⅰ。验证了所设计天线的有效性及其布局的可靠性。研究结果对动车组车载天线设计以及车内天线布局有很好的参考价值。     

PBG结构圆柱形微带贴片天线的设计与仿真

本文利用光子晶体带隙(PBG)结构的特点,将特殊设计的 PBG 结构应用于圆柱形微带贴片天线中。在同轴线馈电的圆柱形微带贴片天线的介质上蚀刻出按一定规律排列的 PBG 结构,并基于 HFSS 对特殊设计的 PGB 结构圆柱形微带贴片天线和普通的圆柱形微带贴片天线进行仿真和优化,仿真结果表明,按照一定规律排列的 PBG 结构可以有效抑制天线表面波的传播,明显提高圆柱形微带贴片天线的带宽和增益,有效改善圆柱形微带贴片天线的辐射方向图,实现天线性能的优化设计。     

一种具有双频段的新型分集微带天线设计

提出了具有高隔离度的新型双频分集微带天线。天线的辐射单元由2个对称的非均匀圆环单极子组成,为了提高隔离度,天线的去耦结构采用分离式接地平面,并在接地平面上引入T形分支结构。分析了天线关键结构参数对天线性能的影响,实际制作了天线,给出了所设计天线的仿真与测试结果,二者吻合较好。所设计的天线具有2.4～2.484GHz WLAN和3.4～3.69GHz WiMAX 2个工作频段,在2个频段中,天线具有较好隔离度(S12<-20dB)。同时,它的辐射区域空间互补,可有效克服多径衰落,提高系统性能。     

Note on fictitious walls in eigenmode analysis of monopole antenna

In order to evaluate the induced currents on the surface of a cylindrical monopole antenna located over a perfectly electric conducting ground plane using cylindrical harmonics, three kinds of fictitious walls, namely, an electric wall, a magnetic wall, and a combination of both, are artificially added above the monopole. The end effect, the thickness, and the source of the monopole can be taken rigorously into account in the computations. However, introducing fictitious walls definitely changes the field distributions for the different walls. In this paper, the comparison between the calculated field distributions for three approximations and solutions of the method of moment is conducted. The effects of these fictitious walls on the convergence of the impedance computations and the electric field distributions around the monopole are discussed. Some suggestions regarding how to choose the fictitious walls are given. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.