一种串联馈电式超宽带天线阵列研究

为了实现高效辐射性能，本文对一种串联馈电式超宽带天线阵列进行研究设计。该阵列天线以0.02 mm厚的柔性聚酰亚胺为衬底材料，由3个超宽带单元天线和1个金属反射板构成。天线单元含有缝隙结构，通过串联方式进行连接，并采用共面波导馈电获得超宽带特性，天线下方放置金属反射板，以获得定向辐射特性。同时，采用电磁仿真软件高频结构仿真器(high frequency structure simulator, HFSS)对所设计的天线阵列进行建模仿真和设计分析。仿真结果表明，天线阵列的仿真带宽为3.02～12.05 GHz,测试带宽为2.92～12.35 GHz,覆盖超宽带3.1～10.6 GHz频段。天线在工作频段内保持良好的方向性，在8.5 GHz时，获得最大测试增益为8.6 dB,仿真增益为10.8 dB,说明天线带宽与方向图增益等性能均与仿真结果相吻合。本文设计的天线面积为121 mm×55 mm,天线与放射板间距为23 mm,具有高增益、尺寸小、质量轻等性能，适用于小型超宽带终端设备。该研究为柔性超宽带频段的阵列设计提供了理论基础。     

一种2.4 GHz新型紧凑型柔性低剖面可穿戴天线

可穿戴天线是集成在衣物表面或贴附在人体表面的天线,不能影响佩戴者的日常生活,因此为缩小天线尺寸,降低天线剖面,更好的适应人体,本文设计了一款结构简单、易于加工、重量轻、尺寸小、低剖面、低沉本的可用于人体穿戴的低剖面小型化穿戴天线。本文选用相对介电常数为3.5,厚度仅有70μm的聚酰亚胺柔性基板,采用半共面波导(coplanar waveguide,CPW)的馈电方式来设计工作在2.4GHz工业科学医学频段(industrial scientific medical band,ISM)的可穿戴天线。该天线具有18.15mm×26.4mm的紧凑尺寸,天线在人体表面的仿真带宽为1.22～2.6GHz,较好的满足ISM 2.4GHz(2.42～2.484 8GHz)医学频段的要求,实现了天线的小型化。本文提出的设计方法为减小穿戴天线尺寸提供了解决方法。     

一种新型六边形宽带毫米波MIMO天线

提出了一种六边形开槽结构的宽带毫米波多天线技术(MIMO)天线。该微带天线的贴片为六边形采用共面波导馈电方式,并通过开槽拓宽天线的带宽,没有添加隔离枝节,可实现隔离度小于-20 dB,尺寸为23.6 mm×15.4 mm×0.1 mm。通过电磁仿真软件HFSS对设计的天线单元及MIMO天线进行了仿真与分析结果发现,该毫米波MIMO天线在5.1～41.8 GHz频率范围内回波损耗均小于-10 dB,并且具有良好的辐射特性。     

一种通用型UHF RFID读写器天线的设计

针对全球各国超高频(ultra high frequency,UHF)射频识别技术(radio frequency identification,RFID)系统许可频段不同问题以及圆极化特性天线需求,提出了一种覆盖全球UHF频段(840～960 MHz)的通用型RFID读写器天线.该天线以传统微带单极子天线为理论基础,采用一个V形边沿接地板和一个微带线偏心馈电的非对称多边形辐射贴片,实现了天线的圆极化和宽带化特性.天线尺寸大小为90 mm×100 mm×0.8 mm.使用HFSS软件对天线进行了建模、仿真和优化设计,并对天线实物进行了测试,测试结果跟仿真结果有着良好的一致性.最后得到的天线阻抗带宽为154 MHz,相对阻抗带宽为17.2％;轴比带宽为211 MHz,相对轴比带宽为22.8％;+Z方向上的最大增益为2.1 dBi;在+Z和-Z方向上分别辐射右旋圆极化波和左旋圆极化波.该天线具有宽带且小型化的良好特性,能满足全球通用型UHF RFID读写器天线的应用要求.     

一种宽带平面单极子天线设计

设计了一种介质基板尺寸为80.0mm×70.0mm×1.6mm,材料是相对介电常数为4.4的FR4的宽带微带天线。基于软件HFSS对天线进行仿真,结果表明:天线工作带宽可达到0.79~2.81 GHz(回波损耗dB(S(1,1))≤-10dB,驻波比VSWR≤2),相对带宽达112%,覆盖GSM900、CDMA800、DCS1800及PCS1900通信波段,同时包含无线局域网WLAN 2.45GHz波段,在工作频段内具有良好的辐射方向性和增益,可用于手机信号屏蔽仪天线设计。结果同时表明接地面尺寸比辐射贴片尺寸改变对天线带宽的影响大。     

一种用于移动终端的新型内置五频芯片天线

研制了一种用于GSM850／GSM900／DCS1800／PCS1900／UMTS频段的五频内置芯片天线．芯片天线将FR-4介质(介电常数为4.4)上的曲折线和螺旋线相结合,两者分别产生谐振频段进行叠加从而实现天线宽频工作特性．弯曲的折线结构实现了天线尺寸的小型化,天线的体积为20mm×8mm×3.2mm,适合用作移动手机终端的内置天线．电路板的尺寸为40mm×93mm,适用于新款小型手机．在驻波比小于3时,测试低频带宽为146MHz (1030~1176MHz),高频工作带宽为530MHz(1756~2286MHz)．     

一种简易结构地板开槽的多频段内置单极子手机天线的设计

设计了一种应用于GSM850/GSM900/DCS1800/PCS1900/UMTS2100/LTE 2.3 GHz/WiMax2.5 GHz/LTE 2.6GHz多频段移动通信制式的内置单极子手机天线.天线整体结构由单馈电双分支平面辐射体和开槽结构的不完全PCB地组成,双分支平面辐射体能够产生3个谐振点,其中的短分支产生2 600 MHz谐振点,长分支产生900 MHz谐振点,短分支和长分支共同作用产生1 900 MHz谐振点,开槽PCB地延长地板的电流路径,从而降低了低频谐振点,增加天线带宽.天线整体结构尺寸为115 mm×60 mm×6 mm,其中天线辐射体尺寸为50 mm×15 mm×6 mm.所设计的天线结构紧凑、简单,易于制作,满足移动手机天线的设计要求.使用Ansoft HFSS仿真软件设计和优化天线结构,并制作实际的测试模型.实验测量结果和仿真结果一致性较好,表明了此天线结构设计的准确性.     

基于特征模理论的小型化WiFi 6E天线设计

基于特征模理论设计了一种WiFi 6E的小型化天线,主要由L型和Y型金属构成。基板尺寸为12 mm×12 mm×1.6 mm,介质基板底部由L型地板构成,上表面布置3个L型金属和1个Y型金属。为了改善阻抗匹配效果、增加天线的带宽,将2个小型的L型金属排布在Y型主干的两侧,另外一个放置在Y型金属的对面。仿真结果表明：该天线可覆盖4.92～8.14 GHz,中心频点处的回波损耗小于-32 dB,在WiFi 6E的频带内有较好的定向辐射特性,且覆盖频带宽,具有良好的应用前景。     

一种应用于ISM频段和WiFi频段的共面波导型天线

针对传统刚性天线存在尺寸大和剖面高的问题,本文设计一种应用于ISM频段和WiFi频段的共面波导型天线.选用介电常数为3.5,损耗角正切0.002,厚度为50 μm的柔性聚酰亚胺基板,通过共面波导的馈电方式,在初始矩形贴片天线的基础上,进行缝隙切割和增加天线谐振回路的方法调整带宽.同时,通过Ansoft公司推出的三维立体...     

一种小型化宽波束圆极化天线

为了使特殊场合的圆极化天线增加宽波束特性,扩大信号覆盖范围,设计出一种基于多层微带结构的小型化宽波束圆极化天线。该天线由耦合贴片层、辐射贴片层、馈电网络层和反射地板层组成,其中馈电网络通过Wilkison功分器实现,两馈电点通过金属探针与辐射贴片相连。借助仿真数据分析并优化天线参数,当工作频率为11.90~13.02GHz,结构尺寸为25mm×25mm×4.5mm时,天线实测增益为4.9dBi。根据仿真数据加工天线实物,实测结果与仿真结果基本一致。     

一种简易差分微带贴片天线的设计

在微带贴片天线的基础上,设计了一种介质基板尺寸为34.2mm×34.2mm×1.6mm,材料是FR4(相对介电常数为4.4)的简易差分微带天线,并基于传输线理论给出了差分天线输入阻抗与馈电点间的关系。用软件HFSS对天线进行仿真分析,结果表明:天线工作带宽为2.41~2.47GHz(回波损耗)≤-10dB),适用于无线局域网WLAN 802.11b(2.4~2.48GHz)系统,在工作频段内具有良好的辐射方向性。差分天线把差分信号直接馈入到天线的两个端口,为设计高集成的射频前端提供了新途径。     

一种简易差分微带贴片天线的设计

在微带贴片天线的基础上,设计了一种介质基板尺寸为34.2mm×34.2mm×1.6mm,材料是FR4(相对介电常数为4.4)的简易差分微带天线,并基于传输线理论给出了差分天线输入阻抗与馈电点间的关系。用软件HFSS对天线进行仿真分析,结果表明:天线工作带宽为2.41~2.47GHz(回波损耗)≤-10dB),适用于无线局域网WLAN 802.11b(2.4~2.48GHz)系统,在工作频段内具有良好的辐射方向性。差分天线把差分信号直接馈入到天线的两个端口,为设计高集成的射频前端提供了新途径。     

一种毫米波宽带电磁偶极子天线研究

为满足毫米波无线通信系统的需求,研制了一种宽带毫米波电磁偶极子天线.该天线采用基片集成波导缝隙耦合馈电,抑制了表面波辐射,降低了传输损耗.采用电磁仿真软件HFSS进行建模仿真,分析了辐射贴片尺寸、馈电缝隙宽度和金属通孔半径对天线反射系数和辐射特性的影响,仿真给出了天线在28 GHz和32 GHz的E面和H面主极化和交叉...     

中国成年人人体尺寸模型与驾驶姿势分析

在中国成年人人体尺寸的基础上对人体模型的一些尺寸进行修正,建立了人体尺寸数据库,应用CATIA中的人机工程模块建立了中国成年人人体尺寸模型。结合具体的汽车成员布置参数,对所建立的中国成年人人体尺寸模型进行综合虚拟仿真,并对该人体模型进行驾驶姿势评估。评估结果证明:所建立的中国成年人人体尺寸数字模型适用于现今汽车人机工程分析与设计工作。     

双频带小型化频率选择表面

为了使频率选择表面空间滤波的特性能够广泛地应用到小型通信设备,必需一种谐振单元小、双频带滤波的FSS谐振单元作为接收端的天线罩.通过提出一种结构简单、尺寸小、厚度薄、具有双工作频带的贴片式频率选择表面,对该表面所对应的等效电路工作原理进行分析,研究其结构尺寸对电磁波传输的影响.HFSS仿真结果表明:采用该单元设计出的双频带频率选择表面,在8.2 GHz和11.3 GHz的S11系数均小于-30 dB,在两通带的相对带宽均大于10％,单元尺寸结构紧凑,相对于8.2 GHz的谐振频率仅为1/5波长(6.9 mm×6.9 mm),其介质板的厚度为0.1 mm.     

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。     

无线局域网的双频圆极化圆环缝隙天线设计

通过分析与改进传统圆环缝隙天线,提出了一种用于无线局域网（WLAN）的小型双频圆极化缝隙天线.天线的底层由接地面的2个圆环缝隙组成,圆环之间用2条矩形切口连接,确保能量由外到内传递.介质基板采用FR-4材料,顶层由50Ω开路微带线馈电,天线大小为40 mm×40 mm.给出了天线的阻抗带宽、辐射方向、圆极化率及最大增益的仿真曲线.仿真结果表明,天线能够完全覆盖WLAN工作频段（2.400~2.485,5.150~5.350,5.725~5.825 GHz）,并且在WLAN频段内圆极化轴比低于3 dB,最大增益达到4.8 dBi.利用矢量网络分析仪测量了天线实物的阻抗带宽,测试数据与仿真结果十分吻合.     

一种高效率高增益PCM圆极化天线设计

针对现行极化转换超表面孔径效率不高及增益改善不足等问题,设计了一种应用于X/Ku波段的高效率接收-传输型超表面天线．设计的天线接收层为高反射率的矩形贴片,传输层为十字交叉缝隙,辐射层是以12×12单元排布的斜缝隙矩形贴片．通过调整馈源天线金属地板与超表面接收层构成了FP谐振腔空气层的高度,提高了同相反射增益．仿真结果表明,设计的天线峰值增益达到了14.8 dBic,圆极化带宽为12.3～12.6 GHz,实现了良好的圆极化辐射性能;与其他类型的FP谐振腔天线相比,该超表面天线具有高增益、圆极化、高效率辐射特性．     

具有带阻特性的超宽带天线研究

根据短距离无线电通信系统对超宽带天线的要求,提出了一种具有带阻特性的紧凑的超宽带天线。通过在辐射贴片上开两个L型槽来实现天线的带阻特性,仿真和实测结果表明,所设计的天线具有30 mm ＆#215;30 mm尺寸大小,可实现天线频带宽度（ S11≤-10 dB）3．512 GHz,相对带宽达110％,并实现了5．26．2 GHz的带阻特性,实验结果表明,该设计天线在工作频带范围内具有全向性,适用于超宽带系统的应用,而且最高增益达到了7．58 dB。     

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.