基于遗传算法的单层宽频带微带天线优化设计

宽带微带天线,尤其是单层宽带天线的设计较为困难.然而U型和E型微带天线提示我们,通过适当去除传统微带天线表面一些特殊位置的金属部分,可以展宽天线带宽.本文阐述了该类天线的工作原理,并详细描述通过采用遗传算法作为优化工具,以及在程序中直接调用IE3D的求解器(MOM)进行计算、提取相关参数进行GA优化的全过程.通过对普通方形贴片微带天线的仿真和实验,我们得到的天线带宽是优化前天线带宽的3倍多,证明了方法的可靠性和高效性.     

微粒群算法优化设计宽带微带天线

微粒群（PSO）算法具有概念简单、容易实现及收敛速度快等优点,离散二进制PSO是PSO在二进制空间的扩展。将离散二进制PSO算法与FDTD法相结合来优化设计宽频带微带天线,以矩形微带贴片天线为例,仿真结果显示,在将PSO算法中的微粒维数分别设置为20维和64维的情形下,通过对天线贴片形状的优化,天线的-10dB带宽由原来的4．4％左右拓宽至大约13．8％和14．5％,优化成效显著。     

新型小型化圆极化微带天线

本文介绍一种新颖的单馈点圆极化矩形微带天线，它利用新型磁性材料基片和开槽设计实现了小型化。文中基于时域有限差分法分析，给出了矩形贴片中心槽和边槽不同尺寸对天线输入阻抗和反射系数的影响，并得出其设计原则，同时给出了实验天线的测试结果。实验天线的圆极化轴比带宽（小于3dB)约为3.5%，而阻抗带宽（驻波比小于2）达12.6%，约为常规设计的5.5倍，而其尺寸比常规矩形微带天线减小了40％以上。可见这种设计可以满足一些实际应用（如GPS天线）的需要。     

FDTD在双频微带天线计算中的应用

介绍了时域有限差分法用于微带天线计算时所要考虑的几个问题．重点说明了介质交界面的处理、金属导体的设置、吸收边界条件和激励源的设置等问题。最后，利用所述方法模拟了几种微带天线。并给出了相应的计算结果。     

基于FDTD的宽带微带天线的研究

用时域有限差分法（FDTD）对微带天线建模，用仿真软件empire获取数据，可以在宽频范围内观察微带天线的辐射过程，方便的获得天线的输入阻抗、带宽和方向图等特性，利用Matlab对仿真数据进行后处理可以得到方向性系数等参数。文中用该方法设计了一个中心频率为10．37GHz，相对带宽21．7％的宽带微带天线，得到了较好的参数。为工程实际中微带天线的设计与分析提供了参考。     

矩形微带天线的设计及FDTD分析

根据理论计算和实际修正,设计出工作于1.79GHz的矩形微带天线。利用基于非均匀网格的时域有限差分方法对天线进行建模和仿真,并分析了天线的频率特性、远场辐射方向图以及阻抗特性和驻波比。     

宽频带微带天线元的研究

本文分析了一类宽频带微带天线元,它们是将圆贴片微带天线进行适当变形而构成。文中用变分法、模式展开和微扰技术对这类变形圆贴片微带天线的谐振频率、辐射特性和阻抗特性进行了理论分析,并作了实际测量、吻合程度是令人满意的。文中还指出了微带天线的各电特性可通过改变变形元△S的大小、位置等来进行调整,其带宽超过10％。     

一种新型的小型化微带天线的分析与设计

对一种新型的小型化微带天线采用基于时域有限差分法的软件作了理论分析，并对实物进行了实验测量。此天线具有明显的尺寸缩减性和良好的电特性，在无线通信、卫星通信和移动通信应用中极有潜力。     

宽频带低剖面微带天线应用

随着通信技术的发展,小型化与低重量是雷达的一种发展趋势,二次雷达天线与主天线安置在一起,有着严格的尺寸与重量要求。传统二次雷达天线采用微带阵子天线的形式,微带阵子天线剖面高度为0.25λ,λ为工作频率对应波长。微带天线具有低剖面的特性,为了实现天线小型化,采用L形探针耦合微带贴片的设计方式,剖面高度为0.17λ。实现了天线的小型化,同时还具有宽频带的特性,天线带宽达到28%。     

双极化口径耦合微带天线FDTD分析

本文应用时域有限差分法（FDTD）分析了双极化口径耦合多层微带贴片天线。文中结果表明,FDTD在分析多层复杂结构的微带天线时是非常有效的。采用Gauss脉冲激励,通过FFT,一次计算就可得到天线谐振频率、耦合、频带宽度、增益等参数的宽频带特性。计算结果对天线的优化设计具有一定的指导作用。     

宽频带正方形微带贴片天线的设计

微带天线的窄频特性是限制它广泛应用的原因之一。目前提出了很多展宽微带天线频带的方法,可以增加微带天线的带宽。本文通过增加空气介质的厚度,同时利用圆形金属电容片补偿馈电探针引起的电感,对微带天线进行耦合馈电,实现了宽频带微带天线的设计。天线工作在LS和S波段,测量结果表明,天线的相对阻抗带宽可达到42.3%(VSWR≤2),且在工作频段内方向性基本良好。     

基于遗传算法的微带缝隙串馈赋形波束天线

使用遗传算法设计了一种串联馈电的8单元微带缝隙阵列天线.天线工作中心频率为3.5GHz,通过在适当位置插人不同特性阻抗的微带馈线,实现了天线在俯仰面95°～130°范围内双侧辐射的余割平方赋形波束设计;同时,将上半空间副瓣电平控制在-19dB以下.在其中心频率上,天线回波损耗小于-35dB,增益达10.9dBi.实测结果与设计结果一致性较好,说明了设计方法的可行性.     

基于H形缝隙耦合的宽带圆极化微带天线

制作并测量了一种基于H形缝隙耦合的宽带圆极化微带天线,并讨论了天线的各结构参数对天线性能的影响。测量结果表明：通过Wilkinson功分器馈电,可使天线驻波带宽达47.5％,轴比带宽达50％,方向图前后比达－21dB,实现了低后瓣宽带圆极化微带天线的设计。     

宽带微带圆环缝隙天线的分析与设计

对一种宽带微带圆环缝隙天线作了理论和实验研究,在安装反射板时,工作带宽(VSWR<2)达到了12%。并在此基础上设计和制作了一个8×8元平面阵列天线,经过实验测试,工作带宽(VSWR<2)达到了16%。这种形式的缝隙天线在卫星通信方面应用前景广阔。     

微带天线的宽频带技术

概述微带天线实现宽频带所采用的主要措施及各自的优缺点,并介绍分析方法以及目前常用的设计软件。     

PML吸收边界条件在微带天线计算中的应用

对PML吸收边界条件进行了详细的讨论 ,给出了PML中Maxwell方程差分格式的推导方法。用典型的计算实例验证了通用程序的正确性 ,并将其应用于微带天线的具体计算中。该方法为FDTD模拟复杂电磁结构提供了方便 ,拓宽了其应用范围。     

适用于移动通信的宽频带微带天线

该文研究新型的宽频带微带天线,采用一种具有双层贴片结构的微带天线的形式,并用在探针顶端加电容性金属圆片来抵消探针感性的方法,增加了天线的工作带宽。制作适用于第二代和第三代移动通信的宽频带微带天线,测试结果显示天线具有良好的带宽特性,能够满足移动通信系统对天线的带宽要求。     

小型多馈源宽频微带天线分析与设计

本文着重研究了提高轴比带宽的方法。从多馈源实现圆极化的机理出发,从理论上分析证明了采用多馈源技术可有效展宽轴比带宽。在小型微带贴片天线上,设计馈电网络,采用探针馈电,为贴片提供等幅、相位相差90°的激励,形成圆极化。仿真及实测结果表明,这种天线与单馈点天线相比,展宽了轴比带宽,提高了低仰角不圆度指标。     

V形微带缝隙天线

提出了一种新颖的V形微带缝隙天线,地板上开一个直角V形缝隙,在V形缝隙的顶角处附加一个小直角三角形补偿隙,通过改变三角形补偿隙面积的大小可以对天线阻抗匹配进行优化,由基片另一侧的箭形微带线终端对缝隙单元馈电。这种天线易于实现宽带特性,设计简单,便于加工。文中给出了天线阻抗和方向图的计算结果,并给出了反射损耗和增益的实验结果。实测结果表明,该天线的阻抗带宽达到了43%,覆盖了1146~1776MHz的频率范围,-10dB阻抗带宽内增益值在4.5~6.5dB之间,平均增益约为5.5dB。     

Application of Fuzzy Genetic Algorithm to the Problem of Synthesizing Circular Microstrip Antenna Elements with Thick Substrates

Fuzzy genetic algorithm (FGA) is applied to the problem of synthesizing a probe-fed circular microstrip antenna element with thick substrate taking resonant frequency, gain, bandwidth and input impedance of the antenna element into consideration simultaneously. The results obtained by FGA are compared with the results obtained by classical genetic algorithm (CGA).