应用于ISM频段的双频整流器系统设计

为了将环境中的射频能量转换成直流电能为低功耗设备供电,设计了一种宽带共面波导天线与新型匹配网络相结合的双频带能量收集器.宽带天线的带宽为0.8~2.8 GHz,可以收集环境中频率为0.915 GHz和2.4 GHz的射频能量,并且相对于微带天线,尺寸缩小了近1/3;新型匹配网络可同时匹配在0.915 GHz和2.4 GHz双频带处,并且匹配带宽分别达到了30 MHz和100 MHz.实验结果表明:该系统与功率为0.1 W的阅读器相距50 cm时,可以收集到201 mV的直流电能;与功率小于0.1 W的路由器相距10 cm时,可以收集到33 mV的直流电能.这表明本文所设计的双频带整流系统可以有效收集环境中ISM频段(0.915 GHz和2.4 GHz)处的能量.     

2．4GHz四单元微带贴片天线阵的设计与仿真

为满足2.4 GHz ISM频段无线宽带定向通信要求,设计了一种口径耦合的小型四单元短路贴片天线阵,采用短路面加载辐射贴片,使单元贴片天线长度缩小一半,仿真结果表明,天线阵工作于ISM频段2.42～2.4835 GHz,增益达到11.5 dBi.同时设计了加反射板的宽频带四单元平面单极天线阵,天线中心频率为2.4 GHz,|S11|<-14 dB为500 MHz,相对带宽是20 %,增益达14.7 dBi.     

不同形状单贴片单层微带贴片天线的扩展带宽技术

采用多种带宽改进技术,应用于不同形状的单层片状天线,主要包括:短路销钉,双宽缝(E形)等.同时,采用基于MOM的软件包分析了天线性能,证明方形天线可以工作在3个频率点,即1.83GHz、2.16GHz和2.74GHz,其最大的增益达到9.4dB;E形天线工作在2.13GHz和2.5GHz,当中心频率为2.4GHz时,带宽达到33.33%(反射损耗≤-10dB),其最大增益为9.25dB.     

基于双模环形谐振器的双频带滤波器设计

为实现无线通信领域对滤波器的小型化要求,基于微带平面结构易于集成的特点,设计了一款应用于无线局域网(WLAN)的双频带微波滤波器,其中心频率为2.4/5.2 GHz.首先,利用矩形环形微带谐振器自身存在的两个模态相互耦合形成通带,以缩小滤波器体积,并且在通带两边各形成一个零点,以提高滤波器的选择性.然后,对矩形环形谐振器进行压缩,以进一步缩小滤波器体积.最后,采用IE3D仿真软件对所设计滤波器的性能进行仿真测试.实验结果显示:在2.4/5.2 GHz时,滤波器通带内的插入损耗分别为-3.0 dB和-2.5 dB,回波损耗均小于-15 dB,且整个电路尺寸为18 mm ×18 mm.这表明,该方案设计的滤波器达到了性能指标,且实现了小型化.     

基于BP神经网络矩形微带天线谐振频率预测

谐振频率是微带天线的重要技术指标,建立合适的数学模型以获得微带天线精确的谐振频率,在微带天线的设计中至关重要,通过BP神经网络建模的方法对天线谐振频率进行预测.以一款谐振频率为2.4 GHz的矩形微带天线为分析算例,通过HFSS软件的仿真计算,获取了大量的天线样本,在此基础上建立了矩形微带天线的BP神经网络模型,并预测出不同结构参数下5个矩形微带天线的谐振频率.再将这5个天线的结构参数输入HFSS软件,用HFSS软件对这些天线进行仿真得到其谐振频率,比较结果证明采用BP神经网模型预测得到的天线谐振频率与HFSS仿真结果间误差很小,说明神经网络预测得到的天线谐振频率有效,本文的设计方法可行,效果良好.     

基于印刷偶极子天线的改进

本文在印刷偶极子天线的基础上设计了一款缝隙双频微带天线,工作频段为2.4GHz和5.2GHz。通过仿真得到2.4GHz处的带宽达到了600MHz(从2.05GHz~2.65GHz),在5.2GHz频段时阻抗带宽从4.75GHz到5.9GHz共1.15GHz。仿真的结果证明设计的天线性能较为稳定。     

基于光谱分析的强度调制器半波电压测量

为了提高信息容量,调制器的调制信号已经发展到Ka微波频段,频率往往大于10 GHz,带宽达到几十GHz.这使得其半波电压会发生明显的变化,进而直接影响到调制器的调制效率以及光谱特性.将光谱分析法推广到强度调制器半波电压的测量中,理论分析了MZM调制器(Mach-Zehder modulator,MZM)在射频(radio frequency,RF)信号调制下的输出光光谱特性,利用调制边带强度比计算调制器在不同的调制频率和调制功率下的半波电压.实验结果表明:MZM调制器半波电压随着输入射频频率的增加而上升,且与输入调制功率的变化相比,调制频率的变化对调制器半波电压的影响更大.针对不同调制条件下对强度调制器的半波电压进行测量,可为优化设计微波光子链路提供基础数据,对提高系统的传输性能具有重要实用意义.     

新型三维贴片组合左手材料单元的设计

针对谐振频率在4.5GHz、带宽超宽及损耗低的左手材料(left hand material,LHM)的设计问题,本文设计了一种由铜片组成的新型三维左手材料。该新型单元结构在三维空间内实现了等效负导磁率和等效负介电常数,通过商业仿真软件(high frequency structure simulator,HFSS)完成设计,并通过Matlab软件与NRW算法进行计算。研究结果表明,该结构在2.4～5.5GHz范围内具有双重负面特性,谐振在4.5GHz左右得到实现,谐振频率低,绝对带宽高达3GHz。该研究具有较高的实际应用价值。     

关于45GHz毫米波对矩形阻挡物的绕射研究

基于45 GHz毫米波室内通信测量对木板、镜子以及白铁板的阻挡绕射特性进行了研究.根据阻挡物材料的不同,分别提出三射线和四射线阻挡绕射模型.对12 mm厚的木板、6 mm厚的镜子以及0.35 mm厚的白铁板进行了矩形阻挡绕射测量实验.实验结果表明,在矩形木板阻挡下45 GHz毫米波的平均传输衰减系数约为-4.28 dB,其衰减测量结果与提出的四射线模型仿真结果平均误差为-0.02 dB.在0.35 mm厚的矩形白铁板阻挡下,45 GHz毫米波的平均传输衰减系数约为-18.2 dB.在镜子远离天线的情况下,面对发射天线时的平均传输衰减比背对发射天线时大1 ～2 dB,而在镜子靠近天线的情况下,其面对发射天线时测量的结果与白铁板阻挡下的衰减类似.     

GTEM Cell内场的分布

通过计算和测量研究了GHz横电磁波传输室内场分布的特点．介绍了利用三维FDTD法计算GHz横电磁波传输室内场分布的方法、需要注意和解决的一些问题，并将理论结果与实验结果进行了比较，符合得比较好．可以看出在GHz横电磁波传输室的有效工作区内场强的变化小于4dB，可以满足电磁兼容测量的要求。     

基于RoF技术的下一代楼宇无线通信系统研究

光载无线通信技术（Radio-over-Fiber）具有光纤通信和无线通信的优点,它是通信系统中＂最后一英里＂的有效解决方案。在楼宇无线通信中,RoF技术正得到越来越多的应用。毫米波RoF系统可提供更大的带宽,是一种适应未来信息传输模式的楼内无线接入方式,并且正向其它行业渗透和发展。     

无线温湿度采集系统设计

介绍了一种利用PT100热电阻和HS1101湿度传感器的无线温湿度采集系统的设计方案,采用C8051f330单片机配合铂电阻两线制测量电路和HS1101频率输出电路,2．4GHzISM频段射频收发芯片nRF24L01作为发送和接收无线通信模块,由CY7C68013结合无线通信模块作为接收机,通过USB将温湿度数据传送到PC机,并由LabWindows／CVI显示实时温湿度变化曲线。     

Transmission performance of 2.4 GHz wireless sensor nodes when used in a working-face environment

Wireless sensor nodes have the advantage of being low-cost, easily deployed and of good mobility. If deployed in an underground mine with existing underground transmission systems a wireless sensor network can improve the collection of information. To get good transmission performance for 2.4 GHz wireless sensor nodes at the working face we calculated the reflection properties of electromagnetic waves from a fiat metal plate. Using the cascade impedance method (CIM), we studied transmission attenuation and compared the results to actual tests. The results show that the effective transmission distance of 2.4 GHz wireless sensor nodes meets the stipulations of the ZigBee protocol.     

Printed elliptical slot UWB antenna for dual-banded application

Based on the analysis of printed elliptical slot (PES) UWB antenna,a dual-banded PES antenna is designed for WLAN and UWB bands at 2.4 GHz.The design cooperates two important wireless commutation system antennas into one printed antenna.In the design,a circular slot structure is presented,which is suitable for the band ejection.Characteristics of the designed antenna are analyzed and key parameters,such as S11,S21 and VSWR are measured.E-field distribution of the surface is simulated and analyzed.     

平面印刷单极子天线频带抑制技术的应用

为克服无线通信系统间相互干扰,采用频带抑制技术对共面波导馈电圆形单极子天线进行改进,设计出一副具有双阻带特性的超宽带天线和一副用于无线局域网/全球微波接入(WLAN/WiMAX)系统的三频段天线.通过在圆形贴片底端加载两条多边形槽线,实现了3.29～4.00 GHz和5.29～6.00 GHz抑制频段的超宽带天线,阻带覆盖了WLAN/WiMAX应用频段.在三频段天线的设计中,综合采用五边形槽线、调谐枝节和扇形槽加载技术,对频带进行阻断和控制.实测三频段天线的工作频带为2.25～2.80 GHz、3.3～3.8 GHz和5.1～5.9 GHz,覆盖了WLAN/WiMAX系统的应用频段,并在其余频段具有良好的频带抑制特性.所设计的两幅天线均具有可调的工作频段,适合复杂环境中对无线通信系统相互干扰的抑制.     

2.4GHzChirp发射机射频前端的设计与实现

为了能在2.4 GHz频段实现有效通信,将Chirp扩频技术应用于2.4 GHz ISM频段,利用其良好的抗噪性能,设计了多带Chirp发射机。同时,研究了Chirp发射机射频前端的参数指标和制作要点,并使用 ADS对系统方案进行了增益预算仿真。在单个子带通信时对系统性能进行了测试,结果表明,设计的发射机射频前端发射功率为15 dBm,带内平坦度小于1 dB,杂散及谐波抑制度好,满足视距高速无线数据传输的要求。     

计算机无线网络射频信号传输模型的研究及应用

本文通过对计算机无线网络在2.4GHz和5.8GHz频段上无线射频信号传输模型的实验研究,提出了进行无线网络传输设计的一般方法,并将这种方法应用在大量的无线网络工程应用中,取得了较好的效果。     

采用复合左右手结构的微型基片集成波导滤波器设计

为了降低滤波器尺寸以适应sub-6 GHz小型化便携式通信设备的要求,提出一种新型锯齿形的叉指电容复合左右手结构,从而提升传统矩形叉指复合左右手结构的耦合电容。相比于传统结构,该新型结构增大了叉指电容值,降低了谐振频率,减小了滤波器的尺寸,可为sub-6 GHz无线通信系统提供工作频段仅为3.3~3.5 GHz的微型滤波器。为了进一步验证新型滤波器的设计理论和性能,设计、加工一款基于该结构的微型化基片集成波导(SIW)滤波器。测试结果表明：改进型结构滤波器的中心频率为3.35 GHz,工作带宽为200 MHz,插入损耗为2.4 dB,滤波器尺寸仅为10.0 mm×7.4 mm;相较于传统复合左右手结构滤波器（中心频率为6.8 GHz）,该滤波器的中心频率降低了50%。新型锯齿形叉指复合左右手结构能有效降低射频滤波器的工作频率,减小滤波器尺寸,适用于工作在6 GHz以下频段的微型滤波器设计。     

一种基于2．4GHzRF传输的无线触摸板设计

该文设计了一种基于2．4GHz射频无线传输的无线触摸板,并提出了在硬件设计和PCB布线中的一些注意事项。该无线触摸板同时实现了无线鼠标和触摸板手势识别的功能,可应用于电脑、智能电视机等多种场合。     

具有电倾角的双频双向印刷阵列天线

给出了由双面印刷偶极子组成的双频双向阵列天线设计,通过合理设计阵列馈电结构,实现了具有电倾角波束的天线,而不需使用复杂的移相器,极大地降低了天线的复杂度和成本;采用V形偶极子代替传统单元增加水平面波束宽度,并用微带结构的多工器将两个频段的阵列连接起来以实现双频特性,克服了一般双向天线仅为单频工作且不易实现电倾角的缺点．设计了具有20°电倾角的4单元和6单元双频天线阵列,分别工作在2．4GHz和5．8GHz频段．实验测试结果表明：天线在2．4GHz频段VSWR〈1．5的带宽有15％,增益为6．6dBi：而在5．8GHz频段VSWR〈1．5的带宽有6％,增益为8．0dBi．所设计的天线具有小型化、低成本、双频、多用途集成天线的优点．