小型化准八木天线的仿真与实验研究

微带准八木天线具有端射的辐射方向图，设计方便，结构简单，其小型化是应用中面临的重要任务。文中针对S波段微带准八木天线的小型化技术开展了仿真和实验研究。首先，研究了基本型的印刷八木天线，在有源振子长度为50 mm和4个引向器的条件下，仿真得到驻波比小于2的频率为2.73 GHz，增益约为4 dBi；然后，在相同的有源振子横向尺寸和引向器个数条件下，采用振子曲折线技术，仿真得到驻波比小于2的频率为2.675 GHz，增益也约为4 dBi；最后，针对相同横向尺寸和引向器个数的曲折线振子，引入介质埋藏技术，对于不同厚度的高介电常数的介质基板覆盖，仿真了准八木天线的端口驻波比和辐射性能的变化情况，在介质基板的相对介电常数为9.8和厚度为8 mm的情况下，仿真得到驻波比小于2的频率为2.2 GHz，增益也约为5 dBi，方向图形状略有变化，对介质埋藏的曲折线振子八木天线进行了加工和测试，测试结果和仿真结果接近。研究结果表明，采用介质埋藏和振子曲折线技术均可以一定程度上缩减准八木天线的横向尺寸，其中介质埋藏技术效果更为明显，二者之间的结合是小型化准八木天线的有效方案，文中的研究为实际工程应用提供了技...     

应用于无线USB的小型超宽带阻带天线

设计了一种用于超宽带无线通信系统的小型化天线.该天线贴片尺寸为20 mm×15 mm×3mm,采用U形折叠结构和渐变结构相结合,可使天线具有超宽带特性.为了减小对无线局域网(WLAN)系统5GHz频带的干扰,天线采取了叉形谐振结构来实现对相应频带的抑制.采用仿真软件分析了该天线阻抗带宽和不同频点处的辐射方向图.仿真和实...     

面向车载鲨鱼鳍的宽频MIMO天线设计

为了解决车载通信天线工作频带窄、尺寸大等缺点,文中提出了一款应用于车载鲨鱼鳍外壳的新型小型化、宽带MIMO天线。为了实现天线的宽带特性,充分利用了印制单极子天线易于引入多谐振的特点,首先通过合理的尺寸设计,将单极子天线谐振频率设计至工作频段中;然后,使用缝隙加载技术,增加天线谐振模式数量并改善天线阻抗匹配特性,拓宽了天线带宽并实现了天线的小型化。为了验证天线实际性能,将天线安装于鲨鱼鳍外壳中进行了测试。结果表明,该天线可以覆盖824～5 000 MHz的频段范围,驻波比均小于3,增益最低1.9 d Bi、最高6.2 d B,效率均高于49.5%、最高达89.2%。该天线可满足车载通信系统对天线的宽带化和小型化要求。     

一种小型化超宽带单极子短波天线设计

短波天线不仅要求超宽带(3～30 MHz),并且由于存在尺寸庞大的难题,对天线的小型化和结构简洁有苛刻要求.提出了一种金属线结构的新型单极子短波天线,结构简洁,通过分形辐射振子和T型馈电结构获得超宽工作频带和小型化性能,同时还能够调整天线姿态实现全向或定向辐射,以及一定程度上改变天线波束指向仰角.为验证设计的有效性,加...     

曲线振子对数周期天线的小型化研究

针对频率较低时对数周期天线（LPDA）具有较大纵向尺寸,给出以曲线单元作为LPDA 的振子,以实现小型化的方法。采用曲线单元加长了LPDA 振子的电流路径,实现了天线的小型化;通过采用三角、正弦、矩形三种线型单元作为LPDA 的振子,研究了不同线型的小型化效率。对设计的三种线型LPDA 进行了仿真研究,结果表明：用曲线振子作为 LPDA 的振子是LPDA 小型化的有效措施,其中矩形线型振子LPDA 相比传统LPDA,尺寸缩小了19%;曲线振子LPDA的小型化效率主要受曲线长度的影响,与振子的形状和宽度也有关系。     

具有梯形有源振子的印刷引向天线研究

设计了一种采用平衡微带线馈电的具有梯形有源振子的印刷引向天线。对梯形印刷有源振子的阻抗特性进行了仿真,在此基础上进行了改进,首先是有源振子加载反射器,然后是有源振子加载引向器和反射器。仿真了天线的阻抗特性和辐射特性,并分别制作了天线实物进行测试。仿真与实验结果表明,有源振子加载引向器和反射器后的工作频带为2.0~2.45GHz,相对带宽达20.2%,带内增益为6dB 左右,且具有较小的尺寸（60 mm×65 mm）,可用于移动通信领域。     

一种低驻波宽角波束超宽带双锥线阵列天线研制

设计和制作了一种实现宽角波束扫描的1×3超宽带双锥线极化阵列天线,可以应用于无人机上实现空地宽带通信。由于无人机平台安装尺寸受限,通过用椭球形阵子代替传统锥形阵子,并切割椭球振子外部轮廓使其安装在250 mm×130 mm×90 mm的空间内,实现了低剖面、小型化等特点。仿真结果表明,该阵列天线在0.8～2.4 GHz的频带范围内电压驻波比均小于2.5,在±45°波束扫描范围内的4个波束的最低增益均超过了2 dBi,满足实际的应用需求。     

一种新型的hilbert分形rfid标签天线

随着射频识别技术研究的迅速发展,寻求具有尺寸缩减特性的天线结构成为RFID设计的实际需要,Hilbert分形结构是天线小型化设计的一种有效解决方案.本文论述了Hilbert分形天线的基本原理,对弯折偶极子天线采用Hilbea分形结构进行小型化设计,并对实物进行仿真.经测试与仿真后结果表明:标签天线尺寸约为25.6mm*16.2mm,工作在中心频率915MHz处,增益达到2.19dB,相对阻抗带宽为90MHz.天线能保持较好的工作性能,可应用于酒瓶盖防伪RFID标签中.     

小型化宽带宽波束四臂螺旋天线

文章提出一种应用于卫星移动通信系统的小型化宽带宽波束印刷四臂螺旋天线结构,每组辐射振子分成两个支路,分别以不同的长度、宽度和螺旋角度绕制以减少振子间的耦合、提高带宽。该天线的宽频带、宽波束能适用于卫星通信手持终端系统的应用。     

一种基于滤波器结构的多频振子天线设计

为了解决对称振子圆极化天线工作带宽窄、不易实现宽频工作的问题,利用低通滤波器的特性,以实现天线宽频带工作为目的,提出了一种将对称振子天线的辐射振子与低通滤波器串联成一路辐射振子的方法,实现了一副天线在VHF频段、UHF频段及L频段3频同时以圆极化方式工作,大大提高了对称振子天线工作带宽;同时采用螺旋加载方式,实现了天线小型化设计的目的,通过仿真设计以及天线实测结构验证了所提方法的有效性。     

一种基于容性加载的小型化准八木天线研究

在传统准八木天线的基础上结合小型化技术,提出了一种新型的小型化准八木天线.天线结构上,对天线的馈电结构部分进行合理布局减小天线的纵向尺寸;对反射器和馈源振子进行容性加载,增加电流路径长度,进而减小天线的横向尺寸.确定结构后,利用HFSS软件对模型的相关参数进行仿真优化.天线测试结果显示,在射频识别（Radio Frequency Identification,RFID）美标UHF频段902~928 MHz内实测结果与仿真结果吻合较好,其中增益为6.8 dBi,驻波系数小于1.4,主瓣交叉极化比大于40 dB.天线的尺寸仅为110 mm×105 mm,约为λ₀/3×λ₀/3（λ₀为中心频点自由空间波长）,体现了小型化和优秀的电气性能.     

一种小型化移动终端全网通天线

提出一款适用于移动终端设备的小型化全网通天线, 天线由参考地和平面天线构成, 采用同轴馈电.该天线的高频通带响应通过高频单元基模与低频单元分支的高次模实现, 天线的低频通带响应通过低频单元基模实现, 并采用展宽低频单元枝节的方法实现所需低频通带带宽.天线总尺寸为30 mm×67 mm, 其中辐射单元为33 mm×30 mm, 参考地大小为34 mm×30 mm.使用微波仿真软件HFSS对天线的尺寸进行了设计优化, 并对回波损耗、天线表面电流和天线的辐射方向图进行研究.天线样品的实测-6 dB阻抗带宽为820~968 MHz, 1 695 ~3 020 MHz, 覆盖了工信部所颁布的国内移动通信运营商所用的2G、3G、4G网络的全部频段.天线结构简单、覆盖频率广、体积小, 具有一定的工程应用价值.     

一种新型小型化带线印刷对数周期偶极天线

为了实现带线印刷对数周期偶极天线的小型化,本文采用一种矩形电容贴片的单元作为该天线的谐振单元,实现了该天线的小型化。文中对该贴片单元的各种设计参数的设计原则进行了计算和分析,根据分析结果设计了尺寸减缩比为0.7的小型化对数周期偶极天线和普通印刷对数周期偶极天线,进行了驻波比和方向图的测试,测试结果表明这种方法没有带来性能的剧烈恶化,是一种有效的小型化方法。     

用于TD-SCDMA终端的新型倒F双频天线

本文设计并制作了一种工作于TD-SCDMA频段的新型倒F天线,该天线采用空间曲折、加载容性垂直寄生单元等技术实现了双频工作,其工作频带涵盖了我国自主研发的TD-SCDMA通信技术标准所使用的1 88～1 920MHz和2010～025MHz两个频段.该天线尺寸仅38mm×mm×7mm,满足终端天线小型化、结构简单和双频工作的要求.     

小型化滤波超宽带MIMO天线

基于目前越来越复杂的通信要求，研制了一款具有滤波功能的超宽带MIMO天线。为实现天线单元的小型化，利用磁壁效应将天线切半，通过在辐射贴片上开λ/4开路谐振器实现双滤波，采用将天线单元旋转正交放置的方式实现单元间的极化隔离。依据设计结构进行了实物加工及测试，验证了该设计结构的正确性。天线的反射系数在2.9～11.5 GHz均小于-10 dB,且在该频带内ECC<0.03,在阻带范围内增益值下降明显，结构尺寸仅为40.0 mm×40.0 mm×0.8 mm。与现有研究成果相比，该结构具有优势。     

一种格里高利型卫星通信天线的设计

小型卫星通信车载天线要求具有高效率、低副瓣和小型化的特点。采用格里高利型双偏置天线形式对于单偏置天线更有优势,更容易实现紧凑的结构,满足小型卫星通信车载站的要求。在天线设计时进行了赋形设计,并使用商用仿真软件进行了仿真计算,利用该方法设计了一种双偏置卫星通信天线。经实测结果表明,设计的天线电气性能优良,具有良好的实用性。     

一款面向5G微基站的双频双极化电磁偶极子天线的设计与分析

小型化是进行5G微基站天线设计的重要考虑因素,文中设计了一款适用于5G微基站的电磁偶极子天线. 天线由一对正交放置的单极化电磁偶极子、一对交叉放置的渐变式Γ形馈电线、一个圆形寄生贴片和一块正方形反射板组成,工作频段为2.50~3.62 GHz和4.8~5.0 GHz,能够覆盖工信部规定的5G的全部中频段. 在工作频带内,天线的输入回波损耗小于?10 dB;端口隔离度在低频段小于?25 dB,在高频段小于?42 dB;仿真平均增益在高、低频部分分别为5.57 dBi和9.84 dBi. 该天线能够实现双频段和双极化,可以作为小型化微基站天线设计的参考,同时为5G天线的商用化提供参考.     

小型化多频基站天线的设计

文中设计了一种工作频段为698~960MHz的新型低频辐射单元,该辐射单元上方可嵌套4个工作频段为1700~2700MHz的高频辐射单元,实现一列低频两列高频的多频天线,底板宽度只有280mm,与常规三频天线的宽度380mm相比,宽度减小约26%,减小了天线尺寸,实现了天线的小型化设计。仿真结果表明,该方案在698~960MHz及1700~2700MHz的水平面方向上,能满足常规基站天线的需求。     

基于模式抵消法的耦合环集成MIMO 天线

针对移动终端设备中MIMO 天线尺寸受限的问题,文中基于模式抵消法提出了一种耦合环结构的集成 MIMO 天线。在传统环天线结构中增加断点以调节共模频率使其与差模频率匹配,从而实现集成环天线的自解耦,无 需任何额外的解耦结构。仿真和测试结果表明,该耦合环集成MIMO 天线的-6dB 阻抗带宽为3.3~5.0GHz,隔离度 大于10 dB,天线的测试效率为52%~74%,包络相关系数(ECC)<0.15。此外,文中还进一步讨论了将该天线应用于实 际的5G 移动终端设备中。相比于已有研究,该设计具有结构简单、无需额外解耦结构、宽带等性能优势,具有较大的 工业应用前景。     

一种结构紧凑的八木-宇田圆极化天线

基于八木-宇田概念提出了一种使用多节印刷方环谐振器的紧凑型圆极化天线。该天线一共有8节(节与节之间有空气隔开):1个反射器,1个激励振子和6个引向器。局部接地的开槽贴片耦合器集成在激励振子的方环谐振器内部,以激励环形谐振器的2 个正交线极化基模,从而实现圆极化辐射。为了获得高定向性圆极化辐射方向图,采用印刷在底部介质板上的折叠方环作为反射器,并将6个方环作为引向器放置在激励振子的顶部。设计、加工并测试了一个工作在440 MHz 的原型天线,测试结果与仿真结果表现出良好的一致性。由于开槽贴片耦合器和折叠方环反射器的小型化,使该天线的横向尺寸仅为约l₀/4′l₀/4。