表面开槽的宽带遥测微带天线设计

微带天线由于体积小、易共形、适用于金属环境等优点而被广泛地应用于旋转件遥测系统中。针对传统微带遥测天线带宽较窄的问题,本文提出了一种通过在天线贴片和地板上开槽来扩展带宽的设计方法,并进行了仿真和测试验证,二者结果吻合良好。高频电磁结构仿真软件HFSS的仿真结果表明,通过在适当位置开槽,可使得天线的相对阻抗带宽(S11<-10dB)达到5.6%(2.409~2.545GHz),基本覆盖ISM频段,最高增益可达4dBi。测试结果表明其相对阻抗带宽为6%(2.41~2.56GHz),在收发天线间距10毫米的情况下,传输系数S21达到-22dB,可以满足遥测系统的需求。     

七频段金属外壳手机天线的设计

提出了一种应用在金属外壳手机终端上,实现了-6dB以下的带宽为800~960 MHz,1 710~3 000 MHz频段的天线设计。为了保证辐射性能和所需带宽,在金属的手机外壳的短边上开宽为2mm的U型槽,在馈电处采用电容匹配和一个可切换的电路接地枝节实现GSM850/900 (824~960 MHz),DCS/PCS/UMTS2100(1 710~2 170 MHz),LTE2300/2500 (2 300~2700 MHz)七个频段的覆盖。手机尺寸为152 mm×72 mm×6.8 mm,天线的净空区域为7 mm×70 mm。通过实物测试,手机天线的辐射效率,在低频824~960 MHz频段中为38%~46%,在1 710~2 700 MHz中,辐射效率为可达38%~64%。该天线具有很好的辐射性能,适合应用于金属外壳的移动终端中。     

一种紧凑型三陷波 UWB-MIMO 天线的设计

提出了一种紧凑型的三陷波超宽带多输入多输出(ultra wideband multiple-input multiple,UWB-MIMO)天线,将半圆形与 正六边形结合作为辐射贴片,接地板引入带“梳子”缝隙状 T 型枝节来实现较高的隔离度,天线尺寸为 36 mm×18 mm×1. 6 mm。 通过在辐射贴片上刻蚀倒“Ω” 形槽,在馈线上刻蚀类“U” 形槽以及贴片旁引入类“U” 形枝节的方式实现 WiMAX( 3. 3 ~ 3. 6 GHz)、WLAN 部分频段(5. 725~ 5. 825 GHz)和 X 波段下行频率(7. 25 ~ 7. 75 GHz) 3 个频段的陷波。 仿真与实测结果均表 明,该 UWB-MIMO 天线的工作带宽为 1. 9 ~ 10. 6 GHz,相对带宽达到 139%,3 个陷波频段为 2. 9 ~ 3. 7 GHz、5. 6 ~ 6. 0 GHz 和 7. 05~ 7. 76 GHz,且隔离度大于 20 dB,包络相关系数 ECC<0. 003,说明天线在各方面特性良好,可以满足 UWB-MIMO 天线的 要求。     

应用于ISM频段的小型双频微带天线

针对现代无线通信系统小型化、便携式的发展趋势,提出了一种新型的应用于ISM频段的小型双频微带天线,该天线成功覆盖了部分ISM频段(433.05~434.79MHz、2.4~2.5GHz)。蜿蜒的曲流结构,使得电流分布长度增加,从而使天线尺寸成功缩小到30mm×25mm内。加载技术的应用,实现了天线的双频特征。根据天线尺寸,做出了实物并与仿真结果进行比对。测得实际带宽:低频部分(428~440.6 MHz)、高频部分(2.39~2.51GHz);实际增益:低频部分为-4.11dBi、高频部分为1.57dBi,与仿真结果基本吻合。     

六频段手机天线的设计

提出了一种应用在手机终端上,同时能够覆盖无线通信频段中六频段的新型天线设计。在设计中应用到了多个短截线和条带线来产生多频段。整个天线包括接地面在内的体积是38mm×140mm×7mm。该天线能够工作在LTE700、AMPS800、GSM900、ISM/Bluetooth、WLAN和WiMAX这6个频段。根据计算、仿真优化的尺寸,对天线原型进行了制作与测试,在最后给出了软件仿真结果和实际测试结果,结果显示两者基本吻合。     

基于特高频法检测电气设备局部放电的改进Vivaldi天线

为提高检测变电站电气设备局部放电产生的特高频(UHF)信号的有效性,基于超宽带渐变槽线天线理论,在传统Vivaldi天线的侧边增加渐变槽线和谐振腔后,通过仿真及实测发现,改进后的天线工作频段由1.2~3GHz扩展至0.5~3GHz。同时提高了天线的指向性,而保持工作频段上天线相位中心不变。改进后的天线在工作频段上具有更高的增益和灵敏度,在2GHz时增益达到7.9d Bi,平均灵敏度大于12mm。为验证所设计天线效果,在实验室搭建了基于预制缺陷变压器的试验平台,结果表明所设计的天线可以有效检测到局部放电的UHF信号。与传统Vivaldi天线、加脊TEM喇叭天线和螺旋天线相比,改进Vivaldi天线检测灵敏度较高,脉冲时域响应特性更好,利于进一步的信号分析。     

用于检测电晕放电的射频天线的设计与研究*

电晕放电现象在电力系统中频频发生。由于电晕放电会向周围空间中辐射射频电磁波，因此可通过检测射频电磁波来实现电晕放电的检测。设计了两种小型天线来检测电晕放电，分别是矩形螺旋天线和Hilbert天线。通过模拟仿真和分析对比，发现Hilbert天线的发射系数特性更佳，可实现设计要求。通过设计优化得到的最终结构是6阶Hilbert天线，该天线的尺寸为100 mm×100 mm×1.6 mm，具备轻量便携的特点。     

CPW 馈电的高隔离度一阻带 UWB-MIMO 天线设计

针对目前超宽带多输入多输出( ultra wideband multiple-input multiple,UWB-MIMO)天线仍存在的尺寸大、端口隔离不 够高、抗干扰能力弱等缺陷,设计了一款使用共面波导馈电( coplanar waveguide feed,CPW) 馈电的小型化具有陷波特性的 UWB-MIMO 缝隙天线,通过将方形辐射贴片切角来拓宽带宽,两天线单元地板互联,并在天线单元间增加栅栏形解耦枝节来 提高天线的隔离度。 天线尺寸仅为 30 mm × 56 mm × 0. 8 mm。 此外,在方形辐射贴片上刻蚀了开口谐振环( split ring resonator,SSR)结构的 C 形槽,可滤除 WLAN 频段信号( 5. 15 ~ 5. 85 GHz)对 UWB 系统的干扰。 天线的实测结果表明,该天 线工作频段为 2. 73 ~ 10. 71 GHz,端口隔离度小于- 20 dB,包络相关系数 ECC< 0. 01。 实验结果表明该天线适用于 UWBMIMO 通信系统。     

小型化双频印刷缝隙天线

针对无线通信系统中的多频段传输天线的小型化问题,设计了一种由L型微带线馈电的小型化缝隙天线。通过在地平面上开三个阶梯组成一端开口的缝隙切断电流路径,从而实现WLAN频段的双频带覆盖。运用电磁仿真软件对天线进行参数仿真和优化分析,通过改变缝隙的长度和宽度来实现天线同时工作在2.45GHz和5.8GHz。结果表明天线端口回波损耗S11≤-10dB以下工作带宽分别为2.4~2.49GHz和5.48~6.1GHz,满足IEEE802.11b/g和IEEE802.11a/n标准。同时对天线进行实物制作并进行端口回波损耗、增益和辐射方向图测试,仿真结果与测试结果比较吻合。相较于传统平面缝隙天线,本文提出的天线尺寸紧凑且结构简单,易于加工并与电路良好集成,具有广泛的通信应用前景。     

不同场景车载天线电磁特性研究

天线是车载通信系统的重要设备,天线电磁特性的研究对提高车载通信系统电磁兼容性能十分重要,是实现车载通信的基础.根据理论推导和经验公式,分析了城市和高速公路等不同场景下车载天线电磁波传输特点,建立了电磁波传输模型,仿真分析了车载天线电磁特性.仿真结果得出了不同场景下通信距离、车体形态与天线增益的关系;结果表明随着通信距离...     

紧凑型超宽带 MIMO 天线的研究

针对当前超宽带多输入多输出(UWB-MIMO)天线存在尺寸大、隔离度低等缺陷,设计了一款紧凑型UWB-MIMO天线,天线尺寸仅有41 mm×25 mm×1.6 mm。通过扳手形微带馈线扩宽天线的带宽,在天线的接地平面上引入锯齿形和梳状电磁带隙结构以获得较高的隔离度;加载C形枝节形成陷波以抑制X波段的下行频段对超宽带系统的干扰。实验结果表明,所设计的UWB-MIMO天线的阻抗带宽为3.1～12.0 GHz,陷波频带为7.0～7.9 GHz;在整个工作带宽内,隔离度大于20 dB。设计的UWB-MIMO天线具有良好的辐射特性、稳定的增益和较低的包络相关系数(ECC<0.006),适用于UWB-MIMO系统应用。     

CPW‐fed compact thin‐film UWB antenna with dual band‐notched characteristics

This paper presents a new compact thin‐film ultrawideband (UWB) antenna with dual band‐notched characteristics. The antenna contains a rectangular slot with a fork‐like tuning stub. To achieve the dual band‐notched characteristics, narrow and U‐shaped slots are inserted on the radiator. This antenna is printed on a Mylar film substrate of 0.3 mm thickness with a dielectric constant of 3.2. The antenna has compact dimensions of 34.5 × 27.3 mm². It operates in the frequency range 2.9–11.3 GHz with impedance matching covering the entire bandwidth and reasonable radiation properties. It also exhibits dual band‐notched characteristics. One of the notched frequencies is in the range 3.3–3.7 GHz (WiMAX band) and the other in the range 5.1–5.8 GHz (WLAN band). The antenna is designed and simulated by using the commercial IE3D software, which is based on the method of moments. The antenna was fabricated and measured using Agilent E363B PNA network analyzers. The characteristics of the fabricated antenna show high correlation with those obtained from the simulation. The results confirm that the proposed antenna can achieve notch performance for WLAN and WiMAX communication systems and is also suitable for various portable UWB applications. © 2014 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

宽带微带天线阵的研究与设计

微带天线具有轻的重量、较小的体积及散射截面等特点,可设计为无线电高度表的天线。采用组阵的方式把矩形贴片单元组成宽频带,高增益的阵列天线,增加基板厚度扩展频带,良好的多枝节阻抗匹配获得较大增益。应用此结构设计四元微带天线阵,中心频率为4．3 GHz ,带宽BW＞200 M Hz ,采用等幅并联馈电的方式,通过 HFSS进行仿真优化,仿真结果显示驻波比小于2,最大增益为11．3 dB ,3 dB波束宽度约为46°。实测结果为：驻波比小于2频带扩展到4．08～4．52 GHz ,最大增益为10．33 dB ,达到设计要求。该天线阵简单的结构,良好的特性可运用到小型飞行器高度表系统中。     

Miniaturized modified circular patch monopole antenna on ceramic-polytetrafluroethylene composite material substrate

A 0.22λ×0.29λ×0.03λ miniaturized modified circular patch monopole antenna on high permittivity ceramic-Polytetrafluoroethylene (PTFE) composite material substrate is presented. The proposed antenna is designed and investigated using 3D full wave high frequency electromagnetic simulator and fabricated using printed circuit board (PCB) prototyping machine. Impedance bandwidths (Reflection coefficient <?10 dB) of 26.76 % (5.0–6.3 GHz), 5.3 % (9.1–9.6 GHz) and 3.6 % (10.7–11 GHz) have measured. Average gains of 0.9 dBi, 3.68 dBi and 3.63 dBi measured at first, second and third band correspondingly. 87.3 %, 88.5 % and 93.1 % radiation efficiencies have achieved at three resonant frequencies 5.6 GHz, 9.5 GHz and 10.9 GHz respectively. The measured symmetric and nearly consistent radiation pattern makes the proposed antenna suitable for C band and X band applications. In this letter, the effects of dielectric properties of substrate material and design parameters have studied.     

采用阶梯 T 型谐振器的双陷波 UWB 滤波器

为有效抑制印度国家卫星通信C频段和X卫星频段对超宽带通信系统的干扰,提出了一种新型双陷波超宽带滤波器。该滤波器采用阶梯T型多模谐振器(multimode resonator, MMR)与缺陷地结构(defected ground structure, DGS)的交趾耦合,实现超宽带特性。采用非对称耦合线及在MMR两侧耦合分裂环谐振器的方法,分别在6.67～7.06 GHz, 7.47～7.57 GHz两个频段内产生陷波。实测结果与仿真结果吻合较好,该滤波器的通带范围为3.03～11.50 GHz, 3 dB带宽达到123%,插入损耗仅有0.87 dB,两处陷波中心频率分别在6.87 GHz和7.52 GHz,陷波深度均大于20 dB,且整体尺寸紧凑,仅有16 mm×8 mm大小。     

基于HFSS的双脊喇叭天线的设计与仿真

宽带喇叭天线在测量,雷达及通信系统上的应用已愈来愈广泛。利用电磁仿真软件HFSS,给出了一种宽带双脊喇叭天线的仿真模型及其各部分结构的具体设计方法,并结合实际的工程需要,设计了一幅频率范围为1GHz～18GHz的宽带双脊喇叭天线,通过对其电性能参数进行仿真及测量。结果显示:驻波比在1.6GHz～18GHz的范围内小于2.5,在整个频段上,增益大于10dB,三维方向图在15GHz时主瓣才开始出现分裂,并且随着频率的升高,直到18GHz主瓣也没有出现大的凹陷。设计的天线能够满足更高的工程要求。     

一种太赫兹宽带三次谐波混频器设计与实现

提出了一种基于紧凑型过渡结构的低变频损耗太赫兹宽带三次谐波混频器。混频器中的紧凑型过渡结构,位于射频端波导内部,由电路正面的悬置带线和背面的三角形过渡段两部分组成,用于提高混频器的带宽,优化变频损耗。其中,悬置带线末端位于波导内射频信号电场的最大值处,正上方放置具有一对串联肖特基结的混频二极管,形成单平衡混频电路,使得射频信号仅与本振信号的奇次谐波混频,减少无效谐波分量。背面的三角形过渡段降低了悬置带线与射频波导之间的不连续性,有利于实现宽带匹配及混频电路小型化。混频器电路介质基板总尺寸为5.1 mm×6.9 mm×0.127 mm,实测结果表明,在135-165 GHz范围,混频器的单边带变频损耗为10.8-15.7 dB,典型值为13.0 dB,中频频率范围为0-15 GHz。