端口封闭式小型微带天线及其空腔模型分析

微带天线在各种内置天线通讯系统中有非常重要的应用.为满足便携式设备小型化的需要,该文提出一种端口封闭式微带贴片天线.此结构把微带天线的部分辐射端口用铜箔封闭,强行使磁壁变为电壁,从而改变了空腔内部电场,天线的辐射频率变低,使得微带天线的尺度大大减小.文中给出了天线的详细设计结构,并用空腔理论对不同封闭形式的微带天线进行了全面的理论分析.仿真结果与理论分析基本一致.同时仿真结果证明该设计天线的增益完全可以满足工程要求.     

一种C波段宽带微带天线的设计与仿真

针对微带天线带宽窄的缺点,对展宽微带天线带宽的方法进行了简要介绍,设计了一种双层结构的宽带微带天线。应用CST MWS三维电磁场仿真软件对天线结构进行了仿真和优化,提取了天线的结构参数。并将常规微带天线的仿真结果与设计的双层结构微带天线的仿真结果进行了比较,从结果中可以看出,设计的双层结构微带天线可以有效地提高微带天线的宽带和增益,其在宽带微带天线阵列的研究中具有较好的工程应用价值。     

改进折叠导电墙结构的宽波束圆极化微带天线

利用折叠导电墙结构可以有效减小微带天线的尺寸,展宽辐射波束。对折叠导电墙结构进行改进,将导电墙分解为3部分,各个部分分别加工完成后,进行装配组合,并加载到微带天线。改进后的导电墙结构的加工费用远小于一体化折叠导电墙。在L1频段设计加载改进导电墙的右旋圆极化微带天线结构,Ansys HFSS软件仿真结果和实测数据表明,所设计的天线仍具有小尺寸和宽波束的优点。     

S波段宽波束圆极化天线设计

随着现代无线通信系统的发展,对天线也提出了一些特定的更高的要求。设计了一种S频段宽波束圆极化微带天线,以满足系统对天线宽波束辐射的要求;在天线的辐射贴片上附加寄生贴片以展宽天线带宽,并利用金属化过孔以实现单边短路,达到天线小型化设计的目的;利用旋转结构结合多点馈电技术以获得微带天线宽波束圆极化辐射。通过理论分析并利用三维电磁仿真软件HFSS对天线进行了仿真设计和实验,仿真结果与测试结果吻合良好。     

一种h形缝隙多频微带天线设计

通过对传统缝隙微带天线的分析,提出了一种h形缝隙微带天线.该天线具有多频带、小型化等特点,通过加载短路探针和在接地板挖槽的方法降低了天线的谐振频率,提高了带宽.利用基于有限元法的电磁仿真软件HFSS11.0对天线的特性进行了仿真,仿真结果表明,该天线在回波损耗S11＜-10 dB时,其工作频段为2.38～2.79 GHz,4.59～4.75 GHz和5.12～5.90 GHz,尺寸比普通微带天线降低了62.43％,从而验证了这种设计方案的有效性.该天线结构简单易于实现,能够满足无线局域网802.11a/b/g/n移动终端内置天线的多频带和小型化的要求.     

微带天线的设计和阻抗匹配

讨论了矩形微带天线工作原理、结构及其应用.介绍了设计中心频率为800 MHz矩形微带天线的整个流程,首先根据矩形微带天线设计公式计算出天线参数,然后在Ansoft公司的仿真软件HFSS中建立天线模型并对其仿真,通过调整天线模型得到最佳的天线参数使天线特性符合设计要求,最后利用Agilent公司的微波电路仿真软件先进设计系统ADS设计了微带天线的匹配网络.     

一种U型开槽的平面倒置F型双频微带天线

提出一种新型U型开槽的平面倒置F型双频微带天线(PIFA)，该天线利用单馈点同轴线馈电，辐射贴片尾端折叠的设计方式，其结构实现了微带天线在无线通信中小型化双频段工作的要求。利用著名的ANSOFF公司的仿真软件HFSS8．0(High Frequency Structure Simulator)进行仿真设计和优化，最终仿真设计了一副适用于GSM900MHz／DCS1800MHz通信系统的微带天线。     

机载共形的双环微带缝隙全向天线

机载全向天线不但要满足水平面全向的指标要求,而且要与机体表面共形设计,常规的单极子天线和微带天线均无法满足要求。提出一种双环微带缝隙天线,可以实现机载共形的全向天线。分析了系统对机载天线的要求、双环微带缝隙天线的展宽带宽的方法,并给出了该天线的设计参数和实测结果,实测结果与仿真结果一致,验证了设计方法的正确性。     

单层贴片圆极化天线的小型化研究

本文介绍了微带天线的小型化的发展和圆极化天线的特性。在微带天线腔模理论的基础上,通过附加缝隙微扰单元 实现单馈点的单层贴片的圆极化天线,并在此基础上,采用在天线表面开槽嵌缝的手段,设计出一款小型化的圆极化天线。 通过仿真实验,对比两种天线的结果,可以看出本文设计的两款天线均能满足圆极化性能的要求,而经过嵌缝的天线实现了 天线小型化的目的。     

宽带毫米波微带天线的设计与分析

根据微带天线的设计技术要求,介绍了微带天线带宽的影响因素。在矩形毫米波微带天线设计与分析的基础上,分别设计出 C 型和 W 型两种宽带毫米波开槽微带天线。利用仿真软件对3 种天线的输入回波损耗、驻波系数、相对带宽和方向性等技术参数进行仿真优化和比较分析。仿真与实验结果表明,3 种天线的设计均满足技术要求,C 型和 W 型开槽微带天线较矩形微带天线的相对带宽大幅提高,且具备良好的定向辐射特性。     

层状磁电复合基板微带天线设计及应用

 本文提出一种新的小型化、宽频带微带天线.采用以层状磁电复合材料为基板的微带天线形式,推导了设计公式并给出计算结果.与介质基板矩形微带天线相比,该磁电复合基板天线的尺寸缩小了40%多,而带宽约为6%,是介质基板天线4倍.     

矩形微带贴片天线的设计与仿真

根据微带天线的辐射原理,对天线参数确定进行了理论分析,设计了一种中心频率为447MHz的矩形微带贴片天线。利用HFSS软件对其进行了建模和仿真验证。仿真结果表明,天线的S参数、方向图和输入阻抗均达到了微带贴片天线的设计要求,基于HFSS软件的设计方法能够快速、高效地完成微带天线的设计,且设计的微带天线具有良好的性能指标。     

K波段高增益超材料微带天线的拓扑优化设计

超材料微带天线的设计通常依赖经验,其中超材料基元的设计多以尺寸优化和形状优化为主。研究了常规超材料对微带天线增益性能的影响,发现其对增益性能的提升效果有限。提出了一种基于遗传算法的高增益超材料微带天线拓扑优化设计方法,对超材料基元采用整体设计的方法,以天线增益最大化为设计目标,以覆铜贴片方格子的有无为设计变量,建立了K波段(24 GHz)超材料微带天线的拓扑优化模型。进而基于遗传算法的求解策略,获得了一种新颖的超材料微带天线构型。仿真结果表明优化后的超材料微带天线侧向辐射得以抑制,其最大增益提升到10.5 dB,与普通微带天线相比性能提升了35%。同时通过改变覆铜贴片格子的布置规模对优化设计结果的收敛性进行分析,分析结果显示创新构型超材料微带天线设计结果是收敛的,且10*10方格子规模下的创新构型制备性价比最高。最后研究了超材料基元单独设计与整体设计的天线工作频率匹配对比,对比结果证实了超材料基元采用整体设计对于超材料微带天线拓扑优化是非常必要的。     

Design of aperture-coupled annular-ring microstrip antennas for circular polarization

The design of an aperture-coupled annular-ring microstrip antenna for circular polarization (CP) is presented. The CP radiation of the annular-ring microstrip antenna is achieved by a series microstrip-line-feed configuration through the coupling of a ring slot in the ground plane. The key parameters of the proposed design are investigated using a commercial simulation software based on the Method of Moments to show how to obtain the 50 /spl Omega/ input impedance and optimum axial ratio. The proposed design can be applied to the annular-ring microstrip antennas with different inner radii and substrate thickness, and several antenna prototypes are constructed and measured. Details of the experimental results of the CP performance are presented and discussed.     

微带串馈赋形波束阵列天线设计

利用阵列天线的不均匀性可以实现对辐射单元幅度和相位的控制以达到特殊波束赋形目的。传统设计中,基本没有考虑微带不连续性对微带传输线长度的影响。本文采用仿真方法获得了微带贴片单元的等效参数,综合考虑了微带不连续性对贴片单元长度以及贴片间传输线长度的影响,设计了双层X波段32元串馈矩形微带贴片阵列天线,实现了余割平方赋形波束。运用电磁仿真软件CST对该阵列天线进行仿真,制作了天线实物并进行了实验,结果与预期指标吻合较好。     

Design of an Efficient X-Band Waveguide-Fed Microstrip Patch Array

The design and fabrication of a 10.5 GHz microstrip patch array fed by a waveguide is presented. The gain of this antenna is 29 dB and its efficiency is 65%. Commonly, the efficiency of conventional microstrip arrays at X-band is not more than 50%. This antenna demonstrates the ability to accomplish a very high efficiency at X-band in a simple structure. This is achieved by using a slotted waveguide to feed the planar array. To allow symmetrical feed of this antenna, the waveguide is a center-fed slotted waveguide, the two ends of which are shorted. The design procedure is expatiated, which contains the study and design of the waveguide-fed subarray structure and of the coax-to- waveguide transition structure. For designing this entire antenna, a three-dimensional electromagnetic field simulation software CST Microwave Studio is applied. Good agreement is achieved between measurement and simulation results.     

一种频率可调的新型微带贴片天线

该文介绍了一种频率可调的新型微带贴片天线设计方法。尽管微带贴片天线的设计技术在很多年前已较成熟,但在设计和应用时总会出现一些不可预料的偏差,这就需要设计者进一步研究其特性。按照传统微带贴片天线设计了频率为2.38~2.50GHz的右旋圆极化天线,但实测结果为2.41~2.55GHz,频率往高频偏移,无法使用。选用该文的频率可调的新型结构的微带贴片天线后,能解决之前出现的问题。     

Bandwidth enhancement of circularly-polarised microstrip antennausing chip-resistor loading

A new design of circularly-polarised square microstrip antenna fed along a diagonal with a pair of suitable chip resistors located alone the centreline is presented. This design provides a wider bandwidth for circular polarisation radiation about two times that of a similar design with a pair of shorting posts. Details of the antenna design and experimental results are presented     

基于遗传算法的超宽带天线设计*

利用遗传算法结合时域有限差分法对一款平面微带天线进行局部搜索,设计出了一种新型平面超宽带天线,该天线在3～11GHz频段内电压驻波比小于2,满足了FCC规定的指标要求.将天线加工成实物,对天线性能进行测试,实测结果、CST仿真结果和数值计算结果基本吻合,达到了设计要求.由天线的方向图和增益特性结果显示,该天线的设计方法正确有效,相较于全局搜索,提高了设计效率;所设计的天线性能优良,具有较高的实用价值.