一种基于分形结构的超宽带天线研究

基于微带天线和分形天线的基本理论,采用正方形和圆形交替的方法设计了用于超宽带（UWB）通信的分形天线。利用电磁仿真软件CST软件对所设计的天线进行仿真、优化,并分析了影响天线阻抗特性和辐射特性的关键参数。从仿真实验结果可以看出,所设计的天线有较好的全向辐射特性和宽的阻抗带宽,能够满足超宽带通信需求。     

土壤及标签贴附方式对RFID标签性能影响

超高频射频识别(Ultra High Frequency Radio Frequency Identification,UHF RFID)应用于土壤样品管理可大幅度提升管理信息化水平,然而土壤及标签天线贴附方式都对超高频RFID标签天线性能有影响。采用电磁仿真软件Ansoft HFSS对超高频RFID标签天线的性能进行仿真分析,并通过天线理论探究了标签贴附方式、样品瓶中土壤含量对于标签天线性能的影响。结果表明,标签天线垂直放置时会导致标签天线方向图发生较大改变;土壤会影响标签天线输入阻抗,改变标签天线识别距离,并引起标签天线失谐;同时发现土壤与标签相对位置的不同对标签天线性能的影响也有所不同。     

应用于液体类商品的RFID标签贴放位置优化设计

液体对超高频电磁波有较强的吸收作用,为减少液体对超高频RFID标签的影响,提出RFID标签在液体类商品表面贴放位置的设计。从理论和数值仿真两方面分析了液体环境对RFID天线性能的影响,提出了标签贴放位置的选择问题。在此基础上,将仿真实验与实际应用相结合,设计了液体类商品仿真模型,将弯折偶极子天线贴放于商品的合理位置,测试标签在该环境下的回波损耗和增益性能。研究结果表明,RFID天线的回波损耗小于-20 dB,天线的增益方向图也显示天线具有良好增益。标签的设计针对实际液体类商品应用场景,标签天线测试结果良好,为RFID标签在液体类商品中的应用提供了解决方案。     

第五代移动通信系统三重复合分形天线设计

针对第五代移动通信系统对天线的性能要求,将谢尔宾斯基分形结构、康托尔分形结构、分形折线雪花结构相融合,设计了一款三重复合分形天线,对天线性能进行了仿真分析,制作了天线样品并对其进行了测试。仿真和测试结果表明,该款天线回波损耗最小值为-21.84 d B,绝对工作带宽达到2.047 GHz,相对工作带宽达到48.51%,天线具有全向辐射特性。利用渐变介电常数介质基板设计了改进型天线结构,有效地展宽了天线的工作频段。该款天线能够完全覆盖第五代移动通信的三个候选频段,具有尺寸小、回波损耗低、工作带宽大等优点,在第五代移动通信系统中具有广阔的应用前景。     

小型RFID偶极子天线设计与优化

无源RFID标签的读写性能主要取决于其天线和芯片的性能,其中超高频RFID标签通常采用偶极子天线。从理论-仿真-实验的角度详细介绍了偶极子天线的设计和优化方法,并制作了4款小型超高频RFID标签样品。测试结果表明,4款样品标签的性能与仿真的优化结果高度一致,该设计和优化方法可行。     

射频识别系统通信链路仿真与测试

自由空间下射频识别系统天线通常等效为戴维南等效电路模型,缺少对环境因素和标签电路中寄生元件的考虑。基于射频识别系统基本原理和天线散射理论,提出了一种改进的真实环境下的超高频射频识别系统二端口网络链路模型。建立了基于虚拟仪器技术的射频识别系统天线链路仿真和测试系统。通过仿真实验,得出了真实环境下的标签吸收功率和通信误码率,验证了环境因素对射频识别系统性能的影响。     

正方形嵌套分形多频印刷对称振子天线

设计了一类具有正方形嵌套结构的新型分形多频对称振子天线.振子由一系列相似的正方形单元嵌套组成.天线能够同时工作于多个频率,这些频率涵盖了WLAN系统所要求的2.4 GHz/5.2 GHz/5.8 GHz三个频率,采用三维电磁仿真软件CST MWS(R)软件进行了仿真研究,得到了平衡微带线馈电的对称振子天线的模型.制作了...     

一种分形结构微带天线的设计和馈点的优化

微带贴片天线是一种低材料、体积小、易于制作的天线。为了实现天线的多频带特性,在微带贴片天线中引入了sierpinski模型结构。分形结构是在一个递归的过程中产生的,它们可以在有限的空间产生很长或很宽的表面积,因此,分形结构可以使宽带天线在小型化的同时又能保持和大天线相似的辐射模式和输入阻抗特性。这种sierpinski分形结构的微带天线可以用在WLAN,BLUETOOTH和WIMAX中。本文详细研究了sierpinski分形结构的迭代设计以及馈带线的馈点位置,并分析了对于此类天线的最佳馈电点     

顶加载分形光子晶体太赫兹波段天线设计

针对太赫兹设备对于太赫兹波段天线的性能要求,创造性地将顶加载技术、分形结构、光子晶体结构、偶极子天线、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜基质相结合,设计了一款顶加载分形光子晶体太赫兹波段天线,制作了天线样品,对天线的回波损耗和方向图特性分别进行了仿真和实测,详细讨论了介质基板参数变化对天线性能的影响。仿真和测试结果表明,该款天线工作中心频率在1 THz附近,回波损耗最小值小于-20 dB,绝对工作带宽大于0.1 THz,相对工作带宽大于10%。该款天线尺寸小、辐射性能稳定、工作带宽大,在太赫兹波段领域具有广阔的应用前景。     

EH-MIMO协作网络中数据与能量天线选择性能分析

为了实现有效的能量利用和数据传输,针对无线EH-MIMO协作系统,提出了在节点的多根天线中选择部分天线进行能量收集和部分天线进行数据传输的遍历最优算法。选择结果即是所提出的EH-MIMO协作模型信道容量最大化问题的遍历解决方案,因此在容量性能方面是最优的。为了降低算法的复杂度,进一步提出了递增天线选择和递减天线选择的两种次优天线选择算法,并与最优算法进行了对比。仿真结果表明,次优算法在系统信道容量和能量效率方面接近最优算法,同时具有较低的复杂度。     

一种基于Kriging模型的天线高维全局优化算法

传统的天线优化设计需要对大量的参数组合进行电磁仿真后才能得到最优结果,使得天线高维优化设计效率普遍较低。针对该问题,使用在参数空间均匀分布的少量样本及其仿真结果构建初始Kriging模型,优化循环中每代种群由高适应度个体和高离散性个体组成,依据Kriging模型预测的个体响应和不确定性,对进化后的下一代种群进行筛选,选择最优个体执行电磁仿真并更新Kriging模型。利用此方法优化一个6变量E形天线的工作频点,相比同类优化算法,所需的电磁仿真次数可减少80%左右。     

Ku波段的新型分形小型化天线

天线的小型化对于微波封装系统集成度的提高,性能的改善,成本的降低有着重要作用.将分形结构引入传统折叠槽天线,通过加载自相似的分形结构使天线的面积缩小,进一步利用高阻衬底取代了背部镂空结构使得天线面积缩小为原先镂空衬底下的22％,不仅提高了天线的性能,而且增强了结构可靠性.天线工作在Ku波段,使用ANSYS HFSS进行建模和仿真.最后通过MEMS加工平台做出了二阶分形结构的样品,给出了详细的工艺流程,并就关键步骤进行介绍,最后给出了仿真结果与测试结果的对比.     

波束形成算法研究与改进

近年来,智能天线在抗干扰方面应用广泛,多种不同的自适应波束成形算法被相继提出。首先讨论了LMS、GSC、MMSE三种波束形成算法的性能,对于均匀线性阵列天线,在相同条件的情况下,通过计算机仿真比较了三种算法的特点。最后提出了对MMSE算法的改进,通过对单个天线逐个权值的调整,使阵列输出信号与参考信号差异最小,减少计算复杂度,自适应地产生最优权值,实现了很好的抗干扰效果。     

一种超高频 RFID 标签天线结构分析

本文对一种超高频 RFID 标签天线结构进行了仿真分析,优化后的标签天线在负载芯片时,功率反射损耗小于-10dB 的频率范围是900MHz-931MHz,我国和美国允许的频段都包括在内,并且在915MHz 达到最小值-37dB.标签天线能够全向辐射,其远场的增益是2.08dBi.文中讨论了天线各部分尺寸对天线性能的影响,为优化天线的阻抗提供了依据.     

一种紧凑型宽频带圆极化射频识别天线设计

针对现有圆极化天线难以同时满足宽频带和小型化应用需求的问题,面向全球超高频射频识别(RFID)读写应用,采用新型功分移相馈电网络、旋转短路辐射贴片和耦合贴片、馈电探针和短路探针,设计了一种紧凑型宽频带圆极化射频识别天线。测试结果表明,该天线回波损耗大于15dB的相对带宽为59%,轴比小于3dB的相对带宽为34%,在全球超高频RFID频段范围内,天线辐射增益大于2.7dBi,辐射方向十分对称和稳定,其半功率波束宽度大于101°,适用于宽角度范围读写;与现有圆极化天线的性能指标和结构相比,该天线的工作频段不仅能够覆盖全球超高频RFID频段,而且结构紧凑,有利于RFID系统的低成本设计和实施。     

一种新型分形微带天线的仿真优化

研究分形微带天线优化问题,针对多频通信需求,要求回波损耗特性实现多频性。传统分形天线结构单一、多频性能差。为了改善其多频特性,利用Cantor集和Koch曲线原理,通过建立不同宽度和长度的导带模型,并将导带宽度较窄的短截线替换为Koch曲线,提出了一种新型的适合TD-SCDMA、WiMax及WLAN的无线通信的三频段分形微带天线。利用CST软件进行仿真,得到了天线仿真回波损耗及方向图,并实测了回波损耗,实测结果与软件仿真结果吻合较好。经实验证明,所设计的天线能很好满足多频通信的需求。     

超高频RFID系统的性能优化

超高频RFID因读写距离远、效率高、数据记忆容量大等优点,在物流仓储、生产制造等领域的应用越来越广泛.在智能工厂场景中,由于环境温度高、电磁环境复杂,影响了超高频RFID性能的发挥.本文结合智能工厂RFID的应用实践,对超高频RFID的读写器、电子标签和天线进行了优化,提升了超高频RFID的读写性能以及稳定性.     

星载SAR卫星天线扰动对波束中心指向的影响

天线波束中心指向稳定度是星载合成孔径雷达（SAR）天线的一个重要指标,影响天线波束中心指向稳定度的因素很多。该文以星载合成孔径雷达等间距均匀分布平面相控阵天线为分析对象,通过建立天线振动模型,分成多个阵元位移、天线阵面偏移、天线阵面振动等三种典型情况,对卫星天线在外力扰动情况下的天线方向图和回波相位变化情况进行分析,推导卫星天线稳定性对天线波束中心指向稳定度的影响,并进行了仿真,简要讨论了天线波束中心指向变化对SAR成像的影响。     

平板动中通天线波束稳定的分析研究

本文基于方位-俯仰-极化三轴稳定平台的天线波束稳定方案,提出了天线波束坐标系的概念,推导出天线波束稳定隔离方程,以克服载体角运动对天线波束的干扰,并基于此模型进行了仿真,结论对实现天线波束稳定具有一定的理论意义.     

小尺寸超高频RFID标签天线设计

分析了超高频RFID标签天线的设计原理,发现馈电环占用天线空间过大是小尺寸超高频RFID标签天线设计的一大难点。为了解决该难题,文中研究了一种馈电环尺寸缩减技术,该技术在不增大馈电环尺寸的前提下,能够与多种超高频RFID芯片匹配。测试结果表明,采用馈电环尺寸缩减技术的小尺寸超高频RFID标签具有较长的可读距离。