基于左手材料的微带天线小型化设计

针对移动通信对天线小型化的需求,提出了一种基于左手材料实现微带天线小型化的方法。在谐振频率为5.8 GHz的微带天线的接地板上蚀刻圆形单开口谐振环(Circular Split Single-Ring Resonator,CSSRR)结构的左手材料,利用左手材料的后向波特性进行相位补偿,打破传统微带天线半波长电尺寸的束缚,从而达到天线小型化的目的。采用Ansoft HFSS软件进行仿真,分析了CSSRR结构的电磁特性和小型化天线的性能。仿真结果表明,小型化天线与传统微带天线相比辐射贴片的尺寸减小37.52%,带宽略有增加,增益等参数性能基本保持不变。而且该小型化微带天线结构简单,易于实现。     

基于左手材料提高微带天线方向性的研究

左手材料是介电常数和磁导率全为负值的新型人工合成电磁材料,在其中传播电磁波的群速度与相速度方向相反。利用左手材料的平板透镜聚焦特性,可以改善天线的辐射性能,提高天线的方向性。在此利用左手材料这一特性设计出基于左手材料的微带天线。研究结果显示,加载左手材料以后的微带天线半功率束宽减小29°。验证了左手材料能够提高天线方向性这一特性。     

交指型左手微带天线研究

通过分析交指型左手微带天线结构参数对其辐射性能的影响,给出了适合交指型左手微带天线设计的参数范围.作为实例,设计了L波段交指型左手微带天线单元.与传统微带天线相比,在增益没有恶化的情况下,尺寸大为减小.最后,分别加工了交指型左手微带天线单元以及4×4交指型左手微带天线阵列,实测结果与仿真结果吻合较好,验证了本文提出的方法.     

基于分形的左手材料设计

为了寻找一种设计出特异媒质单元结构的可行方法,利用分形理论中的文法构图法,采用不同的公理和改写规则,设计出两种全新的分形图案,之后将其周期性地分别蚀刻在介质板两面,通过电磁仿真软件HFSS得到其散射参数的幅值和相位,利用等效参数提取软件提取其等效参数,成功构造出特异媒质中的一类,即左手材料,且在5.5~6 GHz频率下其等效介电常数和等效磁导率均为负。利用分形理论构造特异媒质单元结构的方法是方便可行的,且图形有无穷可能性。     

基于左手介质的小型微带天线

用左手材料设计一种宽频带并且电尺寸小的微带天线,先用开口谐振环和金属杆设计出左手材料,并把它放在微带天线的基板中,利用左手材料的相位补偿特性实现了宽带微带天线的小型化设计。数值仿真结果表明,工作于10．5GHz时,加载了左手材料的微带天线的物理尺寸被大大减小了,天线尺寸从下降到0．21λ,突破了传统微带天线的半波长限制,并且相对带宽增加了5．31％,实现了微带天线的小型化设计。     

左手材料在微带天线上的应用研究

本文基于色散稳定,频带宽的左手介质LHM结构单元,设计了一种左手材料,用作天线的覆盖层,利用左手材料的平板聚焦特性,实现提高天线的增益,减小天线波瓣。经过电磁仿真的结果表明使用左手材料覆盖层后天线波瓣减小了12度,增益提高了1．2dBi。     

基于皱褶软地表面的微带天线的研究

研究了基于皱褶软地表面的微带天线。通过对普通微带天线和采用软地表面的微带天线的输入回波损耗、辐射方向图、带宽和增益等的比较，发现该结构的软表面可以增加天线的带宽，抑制天线的背瓣，并使H面的辐射方向图和E面趋于一致。     

左手材料在线极化微带贴片天线上的应用

为了实现提高天微带天线增益,减小天线波瓣宽度的目的,利用左手材料的零折射率特性,对线极化微带天线进行了增加覆盖层的处理.对由色散稳定的左手介质结构单元用组成的覆盖层进行了结构仿真优化.测量结果表明使用左手材料覆盖层后天线波瓣减小了8°,增益提高了1.8 dB.     

左手结构在微带天线馈电设计中的应用

左手材料是一种介电常数与磁导率同时为负值的电磁材料,自2001 年其第一次由人工实现后,有关领域对其制备与应用进行了深入的研究。在微带天线领域,可以利用左手传输线结构的特殊性质,将其应用在微带天线馈电设计中,可以在原有微带天线系统上取得一些较为显著的特性改善,本文对这一问题进行了系统的研究,得到了有关研究结果,为微带天线馈电设计提供了一定的参考。     

一种应用于WLAN的左手材料微带天线设计

通过在贴片上刻蚀不对称的U型缝隙和引入两组短路针接地,设计了一种多频小型化微带天线.加载平面型左手材料覆层到微带天线贴片上方,进一步构建一种各项性能均能满足WLAN技术要求的左手材料微带天线.本设计的左手材料微带天线不仅覆盖了WLAN的所有高低频段,而且具有良好的方向性,可为无线通信系统实际应用提供参考.     

一种高增益分形微带阵列天线

采用2阶皮亚诺分形曲线,设计了一种具有高增益端射特性的微带阵列天线。该阵列天线由多段皮亚诺分形曲线组成,通过添加微带相移器,分形曲线构成了一个偶极子天线阵列。文中介绍和分析了该分形阵列天线的工作原理、结构和主要参数对性能的影响。设计并制作了一只工作于5.8 GHz的分形阵列天线,仿真和测试结果表明,该天线具有良好的辐射特性,其端射增益达19 dB,旁瓣＜-12 dB,交叉极化＞30 dB,天线口径效率超过90%。     

基于左手材料的微带阵列天线设计

设计出一种由两个六边形开口谐振环组成的电磁超材料单元,这种新型的电磁超材料单元实现了左手特性。然后优化出一个中心频率为16 GHz的二元阵列微带天线,将左手材料单元置于辐射贴片周围,利用三维电磁仿真软件HFSS对其进行优化仿真,最终制作了一款加载左手材料的微带阵列天线。仿真及实测结果表明,在相同的工作频率下,加载了左手材料的阵列天线与普通阵列天线相比,其谐振点的回波损耗由-32.7 dB减小到-59.7 dB,同时在低频产生了谐振点,实测其旁瓣得到了有效的缩小,主瓣变窄,方向性增强,增益由8.3 dB增加到8.8 dB,提高了天线的多项性能指标,且实测回波损耗与仿真曲线吻合较好,在16 GHz处的增益图与仿真对比大致相同。     

基于准分形CSRR结构的低RCS微带天线

基于Koch曲线设计出一种准分形互补开口谐振环结构。研究表明该结构具有小型化、高电磁损耗及谐振频点灵活可控的特点。将该结构加载到普通微带天线接地板上,在保证天线辐射性能的同时实现了天线带外雷达散射截面积的有效缩减。仿真和测试结果表明,新型微带天线前向增益仅损失0.22 dB,在QF-CSRR结构谐振频点,RCS最大减缩达到26.2 dB。     

基于分形缺陷地结构的微带贴片天线

微带天线容易产生谐波和杂散波,造成天线性能的降低。将哑铃形缺陷地结构和分形缺陷地结构加入微带天线中,经过理论分析和实验测量,结果表明缺陷地结构不仅能够抑制天线的谐波和杂散波分量,还能抑制天线的交叉极化。与哑铃形缺陷地结构相比,分形缺陷地结构不仅能更好的提高微带天线性能,还能减少刻蚀接地板的面积,提高地板利用效率。     

基于分形理论的方形锯齿结构微带天线研究

构建了一种类似于Koch分形的带有方形锯齿结构的微带贴片天线,通过在微带贴片天线两侧加方形锯齿来研究微带贴片天线的辐射特性.随着分形阶数及所加方形锯齿数的增加,微带贴片天线表现出各种不同的特性.当所加方形锯齿达到一定数量时,微带天线可抑制高次谐波的干扰.通过Hfss13.0软件仿真得到了分形天线的反射系数s11参数、电压驻波比及辐射方向图等,这些参数表明,当分形阶数为1,2时,天线具有倍频作用,当分形阶数为10～20时,天线具有明显的抑制高次谐波的能力.最后,对10阶分形天线进行了实物加工与测量,实验结果与仿真结果吻合较好.     

用于天线RCS减缩的分形微带贴片天线

本文给出一种分形微带天线在天线雷达散射截面(RCS)减缩中应用的示例.分形结构具有独特的空间填充性能,利用该性能可以探索分形天线在天线RCS减缩中的应用.设计出的分形天线与常规天线的辐射性能进行了比较,可以看出分形天线基本保持了原辐射性能.同时比较了两者的散射性能,可以看出分形天线有一定的RCS减缩效果.本文的内容对天线隐身有一定的借鉴作用.     

基于传输线模分析法的2G Hz矩形微带天线设计

在现代通信系统中,微带天线以其体积小、便于实现线极化或圆极化,并能很好的适用于双频工作的优点,被广泛的应用在2G移动通信通信系统中。本文采用传输线模分析法设计了一种适用于3G移动通信系统的2GHz矩形微带天线,并通过仿真及优化,改进了天线的增益和效率。     

用于多频通信的微带分形贴片天线

本文分析了一种新型的方形微带分形贴片天线,天线为Sierpinski毯的形式,可工作于三个频段。对此天线采用基于有限元法的软件作了理论分析,并做出实物进行了实验测量。此天线在无线、卫星和移动通信应用中很有前途。     

基于微带结构双左手频带左手材料的研究

介绍了混合左右手材料传输线的传输特性和分析方法。混合左右手材料的两个通带分别出现在2.5 GHz和6 GHz处。通过仿真获得S₁₁、S₂₁和色散曲线,从理论上验证了左手特性的存在。具有双左手频带的左手材料将在未来四频器件中得到广泛应用。