基于分形的小型化宽频带微带天线设计

结合分形理论的优点,仿真设计了2种基于分形技术的微带天线。这2种天线均采用正六边形分形迭代结构,分别使用微带线和共面波导馈电。通过数值仿真,对天线的阻抗特性和方向图进行了研究,结果表明这2种分形天线的阻抗带宽均达到了90％左右,并且在整个工作频段内具有良好的辐射方向性。同时分形结构的引入,实现了天线的小型化。     

利用开槽和短路探针加载减缩微带天线RCS

提出利用开槽和加载短路探针等微带天线小型化技术,降低天线谐振频率,减小天线尺寸,抑制天线结构项散射从而实现天线雷达散射截面(RCS)减缩．在微带天线上应用此方法所得的仿真结果表明,使用该方法后天线工作频带内的RCS可降低4dB左右,而天线的增益下降不到0.4dB,从而保证天线的辐射性能的同时,明显地减小了工作频带内天线的雷达散射截面．     

利用高阻抗表面缩减天线雷达截面的新方法

针对现有雷达截面(RCS)减缩技术会导致天线辐射性能退化,体积、重量和成本增加,减缩性能受安装精度影响而不稳定的缺点,提出了一种缩减天线RCS的新方法．将高阻抗表面(HIS)与天线制作于介质板的同一表面,使HIS的同相反射相位带隙的频率与天线工作频率重合,通过高阻抗表面与天线的散射场的对消来减小天线的雷达散射截面,从而实现对垂直照射的天线工作频带内的同极化威胁雷达波的隐身．实验结果表明: 在天线工作频带内,其RCS得到了5.3dB以上的减缩,同时,带外RCS亦得到了有效的抑制,S₁₁的-10dB并未展宽,天线间的互耦得到了有效抑制．     

一种双U形缝隙加载的分形多频天线

结合分形结构和加载缝隙的特性,提出一种多频段天线的设计方法。通过在具有分形结构微带天线的接地板上加载双U形缝隙,在单层微带天线上实现了多频段工作。分形结构的应用,降低了天线的谐振频率,该天线尺寸是未加分形天线尺寸的52％。在接地板加载双u形缝隙,改变了天线的电流路径,通过改变U缝隙的参数,可以灵活调整天线的谐振频率。根据天线设计的思路,通过分析、仿真及实测表明,该天线能工作在GSM900／GPS／DCS1800／TD-SCDMA4种网络模式下。     

S波段双频圆极化半圆分形边界微带天线

针对现代通信系统对天线结构的小型化、简单化,以及高增益和多频特性的需求,基于腔模理论,以多模技术为基础,结合分形曲线,设计了一种新型S波段双频圆极化微带天线结构.通过采用单层矩形贴片实现结构的简单化,馈电方式为单点馈电.为了实现双频圆极化特性,引入了非对称的半圆分形曲线,同时在贴片中心加载成比例缩小的分形槽作为微扰.仿...     

一种双频超薄吸波结构在微带天线中的应用

设计了一种新型超薄双频带雷达吸波结构,通过提取阻抗参数、分析表面电场和电流分布,阐明了其吸波原理,并将其用于双频带微带天线,减缩天线带内雷达散射截面.结果表明,该结构在两个不同的频段内实现了高效吸波,且吸波效果具有入射角稳定性和极化角不敏感性;加载该吸波结构后,微带天线的辐射性能保持不变,而在天线的工作频率4.29GHz和6.49GHz处,其雷达散射截面分别减缩了8.59dB和9.9dB.实测与仿真结果相吻合,表明该结构能够有效应用于双频带天线的带内隐身.     

结构型吸波材料在阵列天线RCS减缩中的应用

天线雷达散射截面(RCS)减缩时需要保证天线的基本辐射性能,这使得其带内的RCS控制变得十分困难．为此,提出了利用结构型吸波材料实现阵列天线的带内RCS减缩．结构型吸波材料由矩形金属贴片和相邻贴片之间的加载电阻构成,阵列天线为1×4的微带贴片天线阵,并将吸波材料排列在阵列天线单元之间．仿真和实测结果表明,当阵列单元之间加入结构型吸波材料后,阵列天线的辐射性能基本保持不变,阵列天线的带内RCS能获得9dB以上的减缩．     

多模卫星定位导航系统的宽带天线

为解决单一系统覆盖空白和定位精度低的问题,提出一种多模卫星定位导航系统终端的宽频带圆极化微带天线.通过选用低介电常数泡沫材料组成叠层微带天线结构,采用宽带功分相移网络和倒L带条近耦合四臂平衡馈电,充分展宽了天线的阻抗带宽和圆极化带宽.功分相移网络采用带状线四周封闭结构,抑制了馈电网络寄生辐射对天线方向性的影响.给出了天线的设计思路,分析了结构参数对天线性能的影响.仿真结果表明:天线具有较好的特性,驻波比<1.5的阻抗带宽达48%,轴比<3 dB的圆极化带宽达67%.对天线进行了加工测试,测试结果与仿真结果具有较好的一致性,并且在工作频带内天线增益高于6 dB.设计的天线能满足接收多模导航卫星信号的要求,具有良好的应用前景.     

一种半U型开槽叠层宽带微带天线的设计

为了扩展微带天线频宽,缩减微带天线尺寸,更多的在宽频带小型化的环境中应用,利用多层技术、缝隙耦合技术,根据对称性原理,在辐射贴片和寄生贴片上分别开半U型槽缝,提出了一种新颖的半U型开缝叠层宽带微带天线.这种天线增益较高,方向性较好,阻抗带宽达到20.8%,其平面尺寸相比传统的U型开缝叠层天线缩减了50%,在小型化上做出了尝试.因为天线结构紧凑,单元之间的互耦效应小,所以十分适合组阵.最后仿真并加工制作了4单元子阵,实测效果令人满意.     

基于左手材料的微带贴片天线

为实现微带天线的小型化,提出了一种基于左手材料的微带贴片天线。该天线在普通贴片天线底板上加载左手结构,利用左手材料的相位补偿特性,突破了传统微带天线的半波长限制,实现了微带天线的小型化设计。利用电磁仿真和实验分析了天线的性能,实验结果表明,加载左手材料结构的微带贴片天线的电性能优于传统贴片天线,且尺寸仅为传统天线的67.5%。     

共面波导宽频带微带缝隙天线的设计与分析

为了扩展微带的天线频宽,减小微带天线尺寸,扩大其在小型化宽频带通信系统的应用,提出一种改进的基于共面波导(CPW)的宽频带微带缝隙天线.采用较低介电常数(εr=2.2)和厚度薄(h=0.8 mm)的材料作为微带天线基板,使得天线尺寸缩减了30%.利用CST Microwave Studio仿真软件对其进行仿真,得出输入反射系数曲线S11和辐射方向图,其中心工作频率为3.52 GHz,获得52%的阻抗带宽(S11<-10 dB),频率范围是3.07～4.11 GHz,频带得到展宽.根据对影响天线性能的主要物理参数进行仿真、分析和优化,得到理想天线尺寸.实验结果表明,共面波导宽频带微带缝隙天线比传统微带贴片天线性能有了较大的提高,采用共面波导馈电是可行性和有效性的.     

L形探针耦合馈电E形层叠微带天线

设计了一种L形探针耦合馈电的宽频带E形层叠微带天线.通过在具有双峰谐振特性的E形贴片天线上方加载寄生元,构成三峰谐振特性,进一步展宽天线带宽;采用L形探针对E形贴片进行耦合馈电,避免了普通探针馈电引入附加电感的缺陷,从而提高天线的辐射效率.对提出的天线进行仿真设计及优化,实现了37.8％的阻抗带宽(VSWR＜ 2),带内增益＞7.6dBi,平均增益达到8.7dBi,交叉极化隔离度＜-52 dB.     

基于HFSS的小型宽带微带天线的研究与设计

以多输入多输出移动终端天线为研究对象,针对通常要求移动终端天线应该具有小型化、低抛面的问题,设计了一种双层宽带矩形微带天线,采用加短路片方法减小天线尺寸。利用HFSS仿真建立了天线的物理模型,得出了方向图、驻波比、轴比等特性曲线,优化了天线的各项参数。该天线具有体积小、宽频带和低抛面等优点,可作为无线局域网的移动终端天线,具有很好的工程应用价值.     

新型三角形微带天线及其分析

内场结构研究表明，方形微带天线含对角线的两个空腔横截面分别属于理想电壁和理想磁壁，提出了两种新型三角形微带天线，在谐振频率不变的情况下，将天线贴片面积缩减了一半，给出了用于分析三角形微带天线的一种新方法，理论计算和基于矩量法解的Ensembe软件模拟结果一致性很好。     

一种电磁耦合馈电双极化毫米波微带天线设计

为拓展双极化毫米波天线的带宽,提出一种基于电磁耦合馈电的微带贴片实现方案.采用共面寄生贴片和空间平行寄生贴片将天线单元的阻抗带宽展宽,采用成对反相馈电技术设计2×2的子阵天线,在中心频点37.5 GHz,驻波2的标准下,天线阵列的相对带宽为6.13%,隔离度30 d B,交叉极化达到-23.6 d B,增益为11.5 d Bi.提出的双极化微带天线,具有频带宽、端口隔离度大、交叉极化低、增益高的特点,天线性能符合毫米波双极化天线的一般工程要求.     

Minkowski分形天线分析

用矩量法对Minkowski分形天线进行了分析，给出了其谐振频率和方向图的计算值。用类似于单极子的馈电方式测量了Minkowski分形环的阻抗特性。实验数据和数值结果都表明，Minkowski分形环天线比同尺寸的方环天线具有更低的谐振频率。这说明分形的空间填充性已转化成天线的电磁特性，并使得这类天线具有尺寸缩减性。     

多功能可调谐超宽带陷波天线设计与实现

超宽带陷波天线能有效避免与现有无线信号的干扰,可满足现代无线通信天线小型化、宽频带以及多服务的要求,在宽带物联接入及移动通信领域内具有良好的实用性和广阔的应用前景。文章概述了超宽带陷波天线结构与工作原理,利用全波仿真软件HFSS进行设计并实现其超宽带特性、陷波特性、可调谐功能,通过矢量网络分析仪对微带天线实物进行测试,并与仿真数据相比较。结果表明:所设计的天线在3.1～10.6 GHz内回波损耗-10 dB,电压驻波比基本2,发射效率50%;利用矩形环贴片结构实现宽频带特性,在矩形环内引入寄生谐振单元抑制特定频段天线的辐射特性,改变寄生谐振单元的尺寸,可实现特定频段内的陷波特性。     

频率与方向图可重构锯齿偶极子微带天线的设计

为了满足无线通信高速数据需求和微带天线的小型化,设计了一种频率和方向图可重构锯齿偶极子微带天线,该天线包括2个锯齿状振子,分别印制在介质板的两面。通过改变锯齿振子上PIN二极管的工作状态,使天线的局部结构和表面电流分布发生变化,实现天线频率和方向图的可重构。实验结果表明,该天线在1.88～2.85GHz频段内实现可重构的功能,覆盖了主要的无线通信频带。在工作频段内,天线的H面方向图具有全向特性,E面方向图实现了波束扫描。     

基于RFID的微带天线应变传感器的仿真分析

为了研究应变传感器的无线检测技术,提出一种基于无线射频识别(radio frequency identification,RFID)微带天线应变传感器的无线检测方法,将超高频RFID技术与微带天线技术相结合,以微带天线作为标签天线,接收RFID阅读器发射的能量,激活RFID的标签芯片,芯片再通过信号调制技术,消除环境中的噪声干扰,并将天线谐振频率随应变变化信息返回阅读器,实现无源无线的应变检测.分别设计了插入馈电式和边缘馈电式2种RFID微带天线传感器,利用HFSS电磁仿真软件对二者进行了结构和参数优化设计;利用COMSOL仿真软件,通过固体力学和电磁学相耦合的仿真分析,明确了不同应变状态下,2种传感器谐振频率的偏移量与应变均呈线性关系,其仿真结果与理论值相吻合,满足结构应变测量的要求,为实验研究奠定了理论基础.     

一种宽频带宽角度圆极化微带天线的设计

设计了一种实用型宽频带圆极化微带天线,在容性探针顶部附加圆形贴片进行耦合馈电的基础上,通过平衡馈电提高了天线的阻抗带宽(VSWR<=2)和在宽角度内实现了圆极化(AR<=3 dB)．利用有限元积分软件CST对天线的参数进行优化仿真,通过实验测试表明：仿真与实测吻合较好,满足实际应用的需求．