新型小型化双频RFID微带天线设计

针对当前读写器天线存在尺寸较大、设计成本较高的问题,设计了一款适用于UHF频段和ISM频段的小型化双频单层手持读写器天线。天线采用FR4介质层,首先在辐射贴片中间开正方形槽并在辐射贴片上分别开四边狭缝和四角狭缝,实现天线的双频和小型化,然后对天线结构中的各个参数进行仿真分析,最终确定天线各个参数取值,并制作出实物进行测试。测试结果表明,天线工作频段为910～938 MHz和2.42～2.48 GHz,阻抗带宽分别为28 MHz和60 MHz,最大增益分别为-1.68 dB和-2.67 dB,所以本文设计天线符合UHF频段和ISM频段的要求。天线的尺寸为72 mm×72 mm×3 mm,与其他同类型天线相比体积更小,且采用单层设计,使设计成本有所降低。     

超高频RFID小型化读写器天线设计

提出了一款应用于超高频段(Ultra High Frequency,UHF)(912 ~935 MHz)的射频识别(RFID)读写器圆极化单层结构微带天线,基板采用FR4 板材达到价格低廉、辐射贴片采用开槽的结构实现小型化、接地板采用开槽结构提高天线的增益,该天线实现了小型化设计,满足了天线的设计要求。利用三维电磁仿真软件对天线模型进行了分析,仿真与测试结果吻合良好。天线测试结果表明:回波损耗小于-10 dB 的阻抗带宽为25 Hz(910 ~ 935 MHz),轴比(AR)小于3 dB的带宽为21 MHz(914 ~935 MHz);在UHF 频段内,读写器天线的最大增益为-1.2 dB,所以本天线能满足我国射频识别读写器的应用要求,具有良好的应用前景。     

缝隙加载双频RFID读写器天线设计

设计了一款应用于RFID系统的双频读写器天线,该天线由一层双边开槽贴片,厚空气层及接地层的加载缝隙耦合实现双频工作.仿真天线的性能指标为:在驻波比小于2.0时,低频段(900 MHz)的工作带宽约为70 MHz(870～940 MHz),天线增益为6.57 dBi,高频段(2.4 GHz)的工作带宽约为300 MHz(2.235～2.535 GHz),天线增益为4.74 dBi;所设计的天线尺寸为179.3 mm×120 mm.     

基于HFSS和神经网络的RFID读写器天线设计

提出了一款超高频频段(Ultra High Frequency,UHF)(912~935 MHz)和ISM频段(2.415~2.465 GHz)的RFID读写器圆极化单层结构微带天线,采用FR4板材为基板、辐射贴片采用切四角的缝隙贴片的结构,实现了天线的小型化设计,满足了天线的设计要求。通过HFSS三维电磁仿真软件和神经网络(Neural Network,NN)对天线模型进行了仿真分析。结果表明:回波损耗小于–10 d B的阻抗带宽为23 MHz(912~935 MHz)和50 MHz(2.415~2.465 GHz);在UHF频段与ISM频段内,读写器天线的最大增益为–3.6 d B和1.857 d B,能满足我国射频识别读写器的应用要求。     

一种新型圆极化UHF通用型RFID读写器天线

面向超高频(UHF)通用型射频识别(RFID)读写器天线的应用需求,设计了一款完全覆盖全球UHF(840-960MHz)频段的RFID圆极化读写器天线。天线采用平面缝隙贴片结构,以共面波导(CPW)馈电方式实现宽频带圆极化特性。测试结果表明,天线的阻抗带宽为735-1014MHz(S11<-10dB),相对带宽31.9%,并且在840-960MHz频段内S11<-20dB,3dB轴比带宽为838-1134MHz,相对带宽30.0%,工作频带内有大于3.5dBi的平坦增益。仿真结果与测试结果基本吻合,天线结构精简,易于加工,满足全球UHF RFID读写器天线的应用需求。     

一种新型三频段植入式天线的设计

设计了一种新型三频段医疗植入式天线。天线可同时实现人体数据采集(MICS频段404 MHz)、无线能量传输(ISM频段918 MHz)和切换工作状态(WMTS频段1.43 GHz)的功能。采用高介电常数介质和多层平面倒F结构（PIFA天线）使天线尺寸降低,最终天线总体尺寸为10 mm×10 mm×1.5 mm,较之前同类天线尺寸减小。利用仿真软件对天线进行了优化,得到天线在各频点处回波损耗小于–15 dB,增益分别为–39,–32,–26 dB,保证了天线工作的可靠性。最后,基于仿真模型制作了天线实物,用猪肉模拟人体组织进行了实测,实测数据与仿真结果吻合良好。     

基于耦合倒L加载法的WLAN双频印刷天线的设计

针对WLAN应用中多频段的传输要求和已有双频WLAN印刷天线存在的增益较小、带宽偏窄、尺寸偏大、回波损耗较高的问题,提出一种新的双频天线结构,即在传统倒F天线的基础上增加一个与之耦合的倒L枝节,从而得到可以覆盖WLAN频段且占用面积仅为35 mm×10 mm的双频天线。利用HFSS 13.0电磁仿真软件对天线参数进行仿真分析和优化。仿真结果表明,在2.4 GHz和5 GHz频段两个谐振点的S_(11)(回波损耗)分别低至-55.9 dB和-44.8 dB,最高增益分别达2.61 dBi和3.38 dBi,相对带宽分别为9.1%(2.40～2.63 GHz)和25.4%(5.15～6.65 GHz)。采用矢量网络分析仪对天线实物进行了测试,实测结果与仿真结果一致性良好,可以满足WLAN的需要。     

用缺陷地结构抑制圆极化微带天线的谐波

设计了将缺陷地结构(DGS)用于圆极化微带天线以实现谐波抑制功能。方形切角贴片激励圆极化波,50Ω微带线下的双"哑铃"型DGS实现二次谐波的抑制。天线的仿真结果和加工测试基本吻合。经测试,天线的中心频率为5.8 GHz,小于-10 dB的S11带宽为200 MHz,二次谐波频段抑制在-3.45 dB以内;天线的最大增益为6.3 dBi,波瓣前后比为13 dB,3 dB轴比带宽为70 MHz。该天线用于射频前端,可实现射频前端的小型化。     

一种双偶极子RFID 标签天线设计*

设计了一款由两个弯折的偶极子天线,一个矩形环馈构成的新型超高频(UHF)射频识别(RFID)标签天线,尺寸为76 mm×31.4 mm×0.508 mm.该天线具有宽带,高增益和良好的辐射性能.为了降低制造成本,天线被印制在一个没有地平面和短路探针的单层基片上.我们制作了相应的实物天线,实验结果表明提出的天线在915MHz谐振频率时带宽能覆盖全球超高频射频识别频段840-960 MHz(S11＜-10 dB).此外,我们对天线的输入阻抗和自由空间中的阅读距离进行了测试.仿真和测试结果表明所设计的天线满足RFID标签应用要求.     

人工神经网络基双频RFID读写器天线设计

给出了结合人工神经网络进行双频RFID读写器天线的优化设计方法,该天线由一层双边开槽贴片,厚空气层及接地层的加载缝隙耦合实现双频工作.以天线电磁仿真结果作为人工神经网络模型的训练数据,以天线贴片的四个关键结构尺寸作为神经网络模型的输入参数,以天线回波损耗作为输出参数,实现天线的快速优化设计.所设计天线的性能指标为:在驻波比小于2.0时,低频段(900 MHz)的工作带宽约为70 MHz(870～940 MHz),高频段(2.4 GHz)的工作带宽约为300MHz(2.235～2.535 GHz);天线尺寸为179.3 mm×120 mm.神经网络模型和电磁仿真结果吻合良好.     

新型WLAN平面倒F双频天线的设计

提出了一种新型的应用于2.4/5GHz蓝牙和无线局域网的双频内置平面倒F天线。该天线结构紧凑,可以方便地植入无线通信设备中,有较强的实用性。通过加载F形槽和阶梯形槽使天线能够满足无线局域网中小型化双频天线的技术要求。天线在蓝牙频段阻抗带宽达到300MHz(2.21~2.51GHz),在无线局域网频段阻抗带宽达到1070MHz(4.95~6.02GHz),辐射方向图表明该天线全向性能较好,增益在3.1~6.7dBi范围内。     

一种新型VHF/UHF双频宽带车载全向天线

提出了一种工作在VHF/UHF频段的双频段宽带垂直极化车载鞭状天线。天线在VHF中馈车载鞭状天线的下辐射体顶端加一个UHF频段8λ40 MHz/4同轴扼流套,将上辐射体分为三段并在段间串接两个λ840 MHz/2倒相线圈,在天线底部加同轴扼流圈,完成了一种VHF中馈鞭状天线与一副UHF三元串联馈电直线阵天线复合的新型VHF/UHF双频段超宽频带垂直极化车载全向天线。该天线在VHF频段(30 MHz~225 MHz),UHF频段(800 MHz~880 MHz)内均具有良好的辐射特性。增益在VHF频段为1.5~4.5 dB i,在UHF频段大于6 dB i。     

Printed compact dual band antenna for 2.4 and 5 GHz ISM band applications

A printed compact dipole antenna for dual ISM band (2.44 and 5 GHz) is presented. The proposed antenna fed by using a 50 /spl Omega/ coaxial line occupies a volume of 15/spl times/40/spl times/1 mm/sup 3/ (FR-4, permittivity 4.6). The impedance bandwidth for 10 dB return loss is about 400 MHz (from 2170 to 2570 MHz) at 2.4 GHz band and over 2300 MHz (from 4690 to beyond 7000 MHz) at 5 GHz band. The measured radiation gains range from 1.20 to 1.41 dBi at 2.4 GHz band and from 2.25 to 3.44 dBi at 5 GHz band, respectively.     

一款低不圆度WLAN 双频天线的设计与实现

提出了一种改进型的应用于无线局域网的双频印刷单极子天线。该天线可以覆盖IEEE 802. 11a/ b/ g (2. 4 ~2. 484GHz,5. 15 ~5. 825GHz)频段标准,其回波损耗小于10dB 的阻抗带宽在2. 4GHz 频段可达290MHz(2. 28 ~2. 57GHz),在5GHz 频段可达5. 53GHz(4. 34 ~9. 87GHz)。另外,在工作频带内,还获得了良好的全向辐射方向图 和天线增益。该天线的总体尺寸为22mm×44mm,结构紧凑, 且具有不圆度低、成本低和易于集成等优点, 因此具有 十分良好的应用潜质。     

2．55～17GHz小型化圆锥天线

提出一种新型的超宽带全向电小天线,应用折叠技术改变了地板的形状,极大地减小了天线的物理尺寸,方便了实际工程中的安装和携带。设计的天线工作频段为2．55～17GHz,电压驻波比小于2,在频段7～17GHz增益5dBi左右,低频段增益有所下降,但仍大于1dBi。设计过程中,根据频率无关天线（单锥天线）的物理尺寸,通过仿真软件CST建立模型,最后得到的尺寸为37．8mm×60mm。     

Wideband to narrowband/dual band characteristics of monopole antenna using frequency selective surfaces

A monopole antenna having desirable transmission characteristics with high gain is proposed. The monopole antenna comprises 45° tilted square shaped patch and modified rectangular metallic ground plane on FR4 dielectric substrate. The proposed monopole antenna operates from 2.6 GHz to 9.7 GHz with maximum peak gain of 2.3 dBi. Now, a dual-layer aperture-type FSS is designed having a passband from 5.9 GHz to 9.2 GHz and incorporated with the proposed monopole antenna. Thus, the combination only covers the selective frequency band from 5.5 GHz to 8.7 GHz with a stable gain of around 5 dBi. Second, another FSS is designed, which has one stop-band from 4.1 GHz to 5.4 GHz and two passbands on the both sides of this stop-band. This combination does not work from 4.1 GHz to 5.5 GHz but covers dual band from 2.48 GHz to 3.3 GHz with a peak gain of 5 dBi and 5.5 GHz to 10 GHz with a peak gain of 5.5 dBi. Therefore, without modifying the antenna design, any tunable transmission band can be achieved by the proposed combination. The proposed antenna and FSS combination structure may be suitable for military wireless applications for its band selection characteristics.     

用于生物医疗的共面波导馈电双频植入式天线

设计了一款用于生物医疗的微小紧凑型共面波导馈电双频植入式天线。该天线工作于工业、科学和医疗(Industrial Scientific Medical, ISM)低频段(433~434.8 MHz)及无线医疗遥测服务(Wireless Medical Telemetry Service, WMTS)频段(1.395~1.40 GHz),尺寸仅为10 mm×10 mm×1.27 mm。天线采用共面波导馈电结构,易于和其它结构集成,采用高介电常数介质基板和折合蜿蜒类偶极子结构使天线尺寸得以有效缩小。在满足SAR(Specific Absorption Rate,比吸收率)值标准的前提下,采用U形接地板,以获得较高的增益,在两个频段内谐振频率处的最高增益分别为-32.23 dBi和-20.63 dBi,提升了天线性能。最后,基于仿真结果制作天线实物并进行了测试,实测数据与仿真结果吻合较好。研究成果可为植入式天线研制与应用提供重要参考。     

一种共面波导馈电的缝隙型超宽带天线

针对超宽带通信系统,提出一种小型超宽带天线,可以应用于终端设备。天线类型为共面波导馈电的缝隙型,缝隙结构为一矩形与一圆形组合而成,馈电结构与缝隙结构相似。天线的面积为22 mm×27 mm,印刷在厚度为0. 5 mm的FR4衬底上. 通过软件仿真分析了天线的工作原理以及尺寸对带宽的影响,仿真结果显示天线的带宽在不同的衬底厚度下均能覆盖UWB频段。天线的测试带宽为2.4 GHz~14.4 GHz,在超宽带的工作频段内测试效率超过76% ,测试增益大于2.1 dBi。