一种用于超高频电磁信号检测的单臂阿基米德螺旋天线的设计

研究了一种50Ω同轴电缆直接馈电的单臂阿基米德螺旋天线,通过优化仿真设计了天线各项硬件参数,实现了其在UHF(超高频)段的工作。通过锥形金属片过渡馈电的方式保证了天线结构的稳定性,克服了单臂阿基米德螺旋天线偏心馈电带来的不良影响。通过改进天线的终端结构,节约了天线制作材料,提升了天线的整体性能。通过仿真分析研究了天线介质材料、馈电圆锥角、天线占空比等对天线性能的影响,并进行了优化设计。结果表明,设计的天线结构简单无需馈电巴伦,其工作频带为:1.15GHz~2.4GHz,具有良好的圆极化特性,在工作频带范围内天线最大辐射方向具有5dB以上的增益,基本满足超高频电磁信号的检测要求。     

采用四臂螺旋结构的紧凑圆极化RFID读卡天线

提出了一种紧凑新型平面四臂螺旋天线,用于满足超高频(UHF)频段射频识别(RFID)阅读器小型圆极化的设计要求.天线由印制在FR4介质板的4个倒F阵元组成,通过对阵元的折叠及连续相位旋转法布阵,可以有效的减小天线的尺寸;采用改进的微带功分馈电网络及新的耦合匹配方法,提高了圆极化天线的轴比带宽和增益.天线尺寸为56 mm×56 mm×8 mm,在保持相当性能的同时,设计天线与相关参考文献设计天线相比,面积降低12.9％到86.1％.测试结果显示S11＜-10 dB覆盖870～950 MHz频段,仿真结果显示带内轴比＜2 dB,峰值增益为2.8 dB,波束宽度＞120°,交叉极化＜-15 dB.     

L波段矩形切角圆极化微带天线的设计

设计了一种工作在L波段（中心频率为1.6GHz）的圆极化微带天线,此天线在很宽的波束范围内实现了良好的圆极化特性（±60°角度范围内,圆极化轴比AR〈3dB）,天线采用传统的同轴线背馈的馈电方式,整体结构简单,制作成本低,并且实现了天线的低剖面性,具有广泛的应用价值。     

一种新型圆极化宽带喇叭天线

介绍了一种新型的椭圆极化的加脊宽带喇叭天线.根据天线的性能要求,馈电端口采用了矩一圆转换器,采用圆波导内置介质片实现了辐射电场的圆极化,采用扼流环抑制旁瓣.使用Ansoft公司的HFSS软件仿真了该天线,调整各部分的结构尺寸,使得在7～17 GHz的工作频带范围之内,天线的方向图满足要求,具有比较宽的半功率波瓣宽度,输入端阻抗匹配,驻波比达到最小,具有很高的承受功率.与实际的测量数据相对比,结果基本吻合.     

加载极化扭转人工磁导体的双频圆极化天线

为减少多径损耗、抗极化失配,同时满足无线设备对多频段的需求,设计了一款加载极化扭转人工磁导体的双频圆极化 天线。 极化扭转人工磁导体采用双层结构增加了相位响应,使用矩形环延长电流路径,矩形环中加入圆角和截断的矩形贴片结 构引起表面阻抗不平衡性,实现了在 2. 45 GHz 和 5. 8 GHz 频段内高效的极化转换。 在双频单极子天线下方加载极化扭转人工 磁导体,利用 90°极化旋转效应实现了在低频段左旋圆极化和高频段右旋圆极化。 仿真和实验结果表明:设计天线的工作带宽 分别为 2. 2~ 2. 58 GHz 和 3. 5~ 6 GHz,3dB 轴比带宽分别为 2. 3~ 2. 56 GHz 和 5. 6~ 6. 2 GHz,峰值增益分别为 16. 8 和 7. 5 dBic。 实验结果证实了采用极化扭转人工磁导体可以降低双频圆极化天线的复杂度。     

Ka波段波导-带状线转换结构

提出了一种Ka波段波导 带状线转换结构,通过在多层介质板上地层的椭圆形开孔与两个椭圆形金属贴片结构完成带状线与波导之间的电磁耦合与匹配设计,实现了Ka波段信号在波导与带状线之间的相互转换。同时将背靠背波导 带状线转换结构在三维电磁场仿真软件中进行了建模和优化仿真。经过加工与测试,结果表明,在32.3~38.3 GHz的频带内输入与输出回波损耗小于-10 dB,插入损耗小于1.2 dB。该Ka波段波导 带状线转换结构具备良好的性能,且具有结构简单、加工方便等优点,在毫米波电路设计方面具有较高的应用价值。     

基于SIW的宽频带喇叭天线设计

设计了一款具有宽频带高前后比的基片集成波导H面喇叭天线。该天线通过在基片集成波导喇叭的口径前端加载半圆形介质基片和半圆形金属片结构,实现了天线阻抗带宽的展宽及天线前后比的提高,此时天线整体尺寸为16λ×32λ mm。仿真结果表明,天线S11＜-10 dB的频率范围为228～282 GHz,相对带宽达到21%;在23～26 GHz的频率范围内,天线前后比始终大于13 dB,天线最大增益能够达到122 dB,且在较宽频率范围内天线增益保持稳定。相较于其他基片集成波导喇叭天线,该天线结构更加简单,具有更好的带宽、增益及前后比。     

基于液晶聚合物基片的柔性双频天线

设计了一种以液晶聚合物(LCP)为介质基板的柔性双频天线,该天线由带U型窄槽的圆形贴片组成,通过调节U型槽的位置及尺寸,实现了双频带的工作特性。为进一步改善天线的阻抗匹配特性,天线的馈线部分采用了渐变结构。该天线采用了共面波导的馈电方式,具有良好的共面性、易于与载体共形等优点。实测结果表明,当回波损耗小于-10 dB时,天线的阻抗带宽为1. 57 GHz^5. 52 GHz和6. 13 GHz^9. 97 GHz,适用于WLAN/WiMAX/5G/卫星通信系统。由于柔性材料具有可弯曲的特性,对天线的弯曲性能进行了分析,结果表明弯曲状态下天线的特性几乎不受影响,满足实际工程应用。     

井下NFC天线的研究及仿真分析

为实现井下复杂环境中的近场通信,首先用三维有限元电磁仿真软件对铁氧体天线结构进行建模仿真,结果表明：线圈半径、导线半径、天线间距对天线正向传输系数的影响较大,铁氧体相对磁导率的影响较小。其次,为探究井下环境对天线传输性能的影响,用阻抗匹配工具对天线进行阻抗匹配,并建立带钻井液介质的金属钻具模型,结果表明：井下金属环境导致正向传输系数衰减3.3 dB;钻井液电导率从0 S/m增加到2 S/m后,正向传输系数衰减8.2 dB。将天线仿真模型与相同参数的实物模型进行对比,结果表明基本模型正向传输系数误差小于0.3 dB,扩展模型正向传输系数误差小于5.5 dB,仿真结果与实物测试结果具有一致性,可指导井下NFC天线设计。     

24 GHz平面宽波束阵列天线设计

为满足车载毫米波雷达系统在盲区探测、防撞预警等应用场景时宽视场角的需求,设计了一款平面宽波束微带阵列天线。采用平面微带天线作为基本辐射单元组成3元阵列,提高天线增益。阵列天线采用背馈式同轴馈电,通过特定的馈电网络,使天线三个阵元的馈电功率之比为05∶1∶05,提高天线增益的同时抑制副瓣电平。并在平面天线的基础上添加寄生单元和开槽结构,进一步拓宽了天线的波束宽度,改善了天线的阻抗匹配性能。天线使用三维电磁仿真软件HFSS仿真验证,仿真结果表明该天线可工作于224～258 GHz,E面和H面3 dB波束宽度分别为49°和81°,天线最大增益为94 dB,第1副瓣电平小于-20 dB。天线整体尺寸为175 mm×119 mm×1308 mm,便于平面化应用和设备的小型化,有一定参考应用价值。     

一种旋向与轴比均可重构极化微带天线的设计

提出了1种轴比与旋向均可重构的极化微带天线,可在同一副天线上实现圆极化和椭圆极化,且进行旋向切换.该天线采用Wilkinson功分器馈电,通过控制开关状态,天线馈电可实现正交双馈与带微扰单馈2种工作方式,分别产生圆极化与椭圆极化波,并对每一种极化波,可进行左、右旋向的切换.给出了天线的结构及参数,分析了主要参数对天线性...     

The design of linear and circular polarization for dual band microstrip slot antenna

This paper presents a lightweight antenna for wireless communication systems. The proposed antenna has been designed to be a dual‐band and dual‐polarized antenna by using a right‐angled slot structure fed a by microstrip line. The designed antenna is composed of three right‐angled slot radiators on the ground plane. The first two radiators are right‐angled slots of similar scale which are added to generate circular polarization at 4.95 GHz, while the last one has been designed for linear polarization at 2.45 GHz. Furthermore, in order to achieve dual‐band operation and dual polarization with good matching, a special arrangement is proposed. The results of simulation and measurements such as return loss, axial ratio, and radiation patterns are shown at the resonant frequencies of 2.45 and 4.95 GHz. Details of the experimental results are presented and discussed. In addition, the presented antenna can operate and cover the applications of a wireless local area network (WLAN IEEE 802.11 a/b/g/j/n). © 2014 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

平行板型三维脉冲电场传感器的研制

宽频带传感器是脉冲电磁场测量的关键设备之一,目前用于脉冲电场测量的传感器大都是单极化形式,只能测量半空间、单极化方向上的电场。为此,研制了一种可用于脉冲电场测量的三维平行板型结构传感器,它由三维电场天线和光发射机组成,与相应的光纤传输系统配合,可以对三维脉冲电场进行同时、全空间测量。应用FDTD法对三维电场测量天线模型进行了数值模拟,重点分析了三维天线的极间耦合、三维场分量的合成与频率特性。计算结果表明,平行板型三维电场天线可以满足脉冲电场测量要求。根据数值模拟的结果实际制作了三维电场传感器并对该传感器进行了实验验证。测量结果表明,该三维电场传感器的性能达到了设计要求。     

Picosecond-domain radiation pattern measurement using fiber-coupledphotoconductive antenna

The photoconductive terahertz measurement technique was used for measurement of the radiation pattern from thick metal slits. Picosecond pulses were generated and detected by an ultrafast optoelectronic technique using a femtosecond pulse laser and a subpicosecond photoconductor. Photoconductive sampling measurements of the polarization-dependent diffraction of the picosecond electromagnetic pulses showed the highly polarized radiation characteristics of the photoconductive probing antenna (PCPA) compared with the finite-difference time-domain simulation. The radiation patterns from the slits were measured using a fiber-coupled PCPA. Investigation of the spatiotemporal radiation pattern from a thick metal slit shows the usefulness of the measurement set-up for time-domain and broadband antenna characterization. Together with the time-domain radiation pattern, the frequency-domain radiation pattern from the experimental transient response is presented in both amplitude and phase. It is demonstrated that the time-domain radiation pattern measurement using the photoconductive terahertz radiation technique is a promising characterization method for millimeter-wave and submillimeter-wave antenna time-domain testing     

Analysis of a dual‐resonant multiple split‐ring patch antenna

The design and analysis of a new 0.06λ × 0.09λ compact circular polarized square‐shaped dual‐resonant multiple split‐ring patch antenna on a 1.905‐mm‐thick high‐dielectric ceramic–polytetrafluoroethylene composite is presented. The proposed antenna was designed and analyzed by using a high‐frequency electromagnetic simulator based on the finite element method and was fabricated on a printed circuit board. The measured ?10 dB return loss bandwidths were 44.44% (0.7–1.1 GHz) and 34% (2.25–3.1 GHz) at 0.9 and 2.5 GHz center frequencies, respectively. The measured radiation patterns with 5.9 and 4.0 dBi maximum gains were symmetric and steady, making the proposed antenna suitable for radio frequency identification, wireless local area network, wireless body area network, Low Rate‐Wireless Personal Area Network (LR‐WPAN), and so on. The effects of linewidth, dielectric property of the substrate materials, and number of split rings on the return loss were investigated. The surface current distribution over the radiating patch and the characteristics of the Resistance, Inductance, Capacitance (RLC) equivalent circuit of the proposed antenna were also analyzed. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

无人机圆形阵列天线的测向

给出无人机障碍探测系统的结构,并建立圆形阵列天线的探测模型。分析圆形阵列天线的固有特性,即圆形阵列在实际应用时存在固有误差,即阵元互耦、阵元位置误差、通道幅相不一致;并给出阵元互耦误差校正、已知源幅相误差校正、未知源幅相误差校正的方法及步骤,同时采用MUSIC测向方法进行仿真分析。其结果表明,提出的阵元互耦及幅相不一致的校正方法是有效的,从而提高了无人机障碍探测系统的探测精度。