On the beam tilting and bit rate selection in mobile systems

Beam tilting of a mobile Base Station (BS), as a technique that limits the transmitted signals to each cell, introduces a way of increasing the system bit rate over a wider range than that without beam tilting. In this paper, the general approach of a BS antenna is being evaluated giving the system's response for different half power beamwidths (HPBW) and different types of propagation environments. The critical rate of the system versus the level of diffuse reflection, the communication distance, the excess distance and the height of the BS antenna are being examined.     

人工神经网络在天线设计中的应用

将人工神经网络模型应用于天线设计中,可以提高天线设计的效率和精度。人工神经网络一旦被训练成功,再次使用其进行天线设计时,可以充分发挥神经网络学习和泛化能力,提高天线的设计效率。综述了近年来国内外关于神经网络应用于天线设计的一些最新研究成果。从神经网络的结构、算法等方面,阐述了天线设计中经常使用的神经网络模型。从天线特性的应用方面,阐述了神经网络在方向图、工作频率、回波损耗及智能天线设计等方面的研究进展。最后对人工神经网络应用在天线设计中的发展趋势进行了展望。     

RFID中天线的优化设计

RFID（射频识别）芯片可在某些自动控制系统中用于信号的接收与检测,其中天线的集成设计关系到整个系统的体积及性能,因此,天线的集成化设计成为RFID技术研究的一个重点。本文首先用集总参数模型对片上天线进行建模,并采用标准CMOS工艺设计天线,而且用IE3D电磁仿真工具对其进行仿真,验证了片上天线的可行性及实用性,最后讨论了片上天线的优化设计和改进工艺对天线性能的有效提高。     

大型非周期相控阵天线协同设计

针对大型非周期相控阵天线的特点,提出一种多学科、多领域协同设计的方法。然后运用该方法指导两个产品天线设计,围绕协同设计的典型流程和几个关键控制点展开论述。在测试阶段实测天线的主要指标,天线1辐射端面平面度≤1.4 mm,栅瓣电平≤-20 dB,天线2辐射端面平面度≤1.1 mm,栅瓣电平≤-18 dB,实测数据与仿真结果吻合,各项指标优于设计输入要求,使用性能良好,验证协同设计方法的有效性。最后指明大型非周期相控阵天线协同设计的进一步研究方向。     

AMDS&ADS在手机天线初期设计仿真中的应用

本文简要介绍了一款实物手机天线的初期设计(mockup),同时用AMDS和ADS软件进行协同仿真,得到的仿真和模拟测试结果基本一致,并进一步对该天线在整机中的性能作出评估,极大地缩短了的设计周期,降低了风险。这说明AMDS对天线复杂的电磁仿真可以得到非常接近实际的结果,是一种理想的3D天线分析仿真工具,对天线设计具有很好的指导意义。     

PCB Base Log-periodic Antenna for Mobile Communications

A log-periodic antenna can provide directivity and gain when operating in a wide band. The log-periodic antenna is used in many applications where wide bandwidth is required along with direct and medium gain. This research implements a sequential approach to the design and simulation of the performance of a printed log-periodic dipole antenna (LPDA) capable of operating in the 1800 MHz frequency range. The advantage of this antenna is the compactness and easy integration into planar circuits suitable for applications requiring wide bandwidth and high gain. The dimension of the designed antenna was originally calculated taking high frequency as 1885 MHz and low frequency as 1805 MHz, then modeled using HFSS-13 electromagnetic simulation to determine the effect of substrate dielectric properties on dipole width and length for element optimization. The design was verified by creating and measuring S11 and radiation dia-grams. The designed antenna has a total gain of 7.9dB and a wide bandwidth.     

基于IML工艺的天线设计方法

简要介绍了一款基于IML工艺制程天线的高效设计方法。由于基于这种工艺的天线无法用传统的方法调试,所以本文采用了一种新的设计调试方法一用电磁仿真软件AMDS设计、优化天线。通过仿真找到天线的敏感区,通过设计控制、减少甚至避免在IML工艺流程中由于拉伸变形而产生的天线性能的变化。我们比对了仿真设计后生产出的IMI天线样品,得到天线的RL、效率、SAR、HAC等参数与仿真结果相符,性能达到了设计要求。基于IML天线目前业界设计的难度,采用仿真设计优化可以大量缩短设计周期,减少风险,降低成本,缩短开发时间。     

高速飞行器等离子鞘套的自适应天线匹配系统设计

为解决高速飞行器表面产生的等离子鞘套对天线造成失配和驻波比劣化的影响,提出了自适应天线匹配的设计方案。通过使用微带定向耦合器实时测量受到等离子鞘套影响的失配天线,系统可根据失配天线的阻抗数值调整天线端口处的Pi型匹配网络参数,以实现天线阻抗的重新匹配。其中Pi型匹配网络的设计没有采用传统的电感方式,而是改用插入损耗小的1/4波长线加变容二极管方式实现,整个系统以S波段为设计频率,实测系统的总插入损耗为0.63 dB。通过实验测试表明,该系统能将失配驻波为10的天线重新调配到驻波1.5以内。     

Design and study of a compact planar ultra-wideband antenna

In this paper, a novel, small, and compact planar antenna for ultra-wideband (UWB) applications is proposed. The antenna is an extension of microstrip slot antenna technology. To achieve ultra-wideband characteristics, a tapered microstrip fork-shaped stub has been employed. A symmetric polygon wide slot has been placed on the antenna ground. The design was investigated numerically to obtain proper dimensions for the antenna and a prototype was constructed. The return loss, pattern and gain of the prototype antenna have been measured. The transient pulse signal fidelity has also been investigated by finite-difference time-domain (FDTD) method. Experimental results show that the proposed antenna design has promising characteristics for UWB applications. __________ Translated from Chinese Journal of Radio Science, 2006, 21(4): 582–585 [译自: 电波科学学报]     

无人机天线在雷电效应中的响应研究及性能检测

机载天线安装在无人机表面,容易成为雷电附着点,对无人机的飞行安全会产生严重威胁。 为开展相关设计,并验证设 计的有效性,针对 UHF 机载天线为研究对象,设计了片段式导流条和端口射频雷电抑制器的防护方案。 先后进行了初始先导 附着试验、外部部件瞬态感应试验、电性能测试和系统评估计算。 试验结果表明,天线损伤程度降低,片段式导流条对天线的电 性能影响不超过 0. 3 dB,射频雷电抑制器不影响驻波比、增益。 最终链路余量满足大于 3 dB 的要求,证明了设计的有效性。     

A Student's Scale Model Antenna Test Range

Details of an X-band antenna test range built from readily available components are presented. The design is primarily for student use but may be used for antenna research as well. A feature of the design is the ease with which antennas of different impedances may be matched to a coaxial antenna feed and in turn to the waveguide source. The far field radiation pattern of the test antenna is recorded from relative field intensity levels measured at any point on a hemisphere. The test range occupies an area of approximately two by three feet. Details on four antennas demonstrate different radiation patterns and matching techniques. Suggestions for a student's experiment are included.     

Ka波段低剖面宽频带平板缝隙天线研究

针对传统平板缝隙天线带宽窄,以及常用宽带平板缝隙天线腔体分层数多,剖面高的缺点,设计了一种新型低剖面宽带平板缝隙天线。该设计对传统方案的辐射单元与馈电网络均进行了改进,增加了缝隙间距的同时,通过合理增加调配块达到宽带良好匹配的效果。缝隙间距的增大,使馈电网络同层化设计得以实现,从而降减少了天线分层数,降低了天线剖面。本文对新型平板天线进行了HFSS仿真优化,仿真结果表明,该新型平板缝隙天线相对带宽可达到15%、分层只有2层,具有宽频带、分层少、剖面低的优点,该新型平板缝隙天线可以作为未来平板缝隙天线主要方案。     

新型智能金属手表NFC天线设计

针对现有近场通讯(Near Field Communication,NFC)天线不能良好工作于金属外框智能手表的问题,提出了新型天线设计方案,使该设计结构的NFC天线可良好工作于金属外框的智能手表当中。NFC天线通常为以中心环绕的螺旋线圈构成的金属结构,配合磁性基板材料,工作于电子设备内部。而金属外壳智能手表使NFC螺旋线圈包围在金属外壳之中,金属外框产生涡流,将很大程度抵消NFC天线所产生的信号,导致通讯效果降低。将两个NFC天线结构组成新的NFC天线,该天线在两个NFC天线公共边的一侧电流相同,在非公共边的部分电流相反,采用公共边的部分进行通讯,非公共边部分抵消金属外框的涡流效应,从而达到提升通讯效果的目的。     

新型井下磁偶极子蛇形天线仿真设计

针对石油钻井井下天线工作在井筒钻井液及地层组成的特殊环境中,无线传输信号损耗大、难以可靠传输的问题,通过仿真建模,设计一种新型磁耦极子天线,具备高增益、抗干扰和小型化特点,实现井下无线数据的可靠传输。首先采用HFSS三维仿真软件构建仿真模型,详细将天线的长度、距离钻柱本体位置及天线的蛇形弯折数等关键参数进行计算,得出有效传输的参数组合和频点规律。据此规律,设计了天线实物,仿真结果与实物测试结果相比对,具有高度一致性,回波损耗可达到-7.5 dB以下,仿真设计的参数可以满足实际应用需求。该天线设计可应用于石油钻井井下无线传输,可提高信号发射强度,减小天线尺寸,降低系统功耗,实现无线信号可靠传输。     

Genetic algorithm optimization of broadband microstrip antenna

Genetic algorithm (GA) is utilized to design microstrip patch antenna shapes for broad bandwidth. A new project based on GA and high frequency simulation software (HFSS) is proposed to perform optimization. Reasonable agreement between simulated results and measured results of the GA-optimized design is obtained. The optimized patch design exhibits a three-fold enhancement in bandwidth when contrasted with a standard square microstrip antenna, showing the validity of this project.     

变形工作状态下非等间距柔性 NFC 标签天线设计

柔性NFC标签天线常处于变形工作状态,为解决该工作状态下易出现的频率偏移及偏移引起的工作性能下降问题,提高其在人体无线健康监测应用领域的适用性,本文设计了一款可贴合人体皮肤且性能优良的柔性NFC标签天线。该天线采用镓铟液态金属作为柔性导电材料,与PDMS柔性衬底材料相结合,使其具有良好的可拉伸性和可弯曲性;基于小型化NFC天线设计的原则,提出非等间距结构设计方案,提高其工作带宽,实现NFC标签天线在变形工作状态下依然保持相对稳定的电学参数、谐振频率及通信距离,增强其工作稳定性。通过仿真和实验测试结果表明,外形尺寸为25 mm×25 mm且线间距增长率为200%的非等间距NFC标签天线,在-10 dB以下工作带宽高达0.87 MHz,相较于具有相同面积的等间距天线,工作带宽最大增幅高达52.6%;针对此柔性NFC标签天线应用环境的特殊性,通过不同变形状态下的工作性能稳定性测试显示,30%拉伸工作状态时,天线的中心频率偏移率仅为3.2%;曲率半径为5 mm的弯曲工作状态时,天线的中心频率偏移率仅为2.4%,天线通信距离始终不低于30 mm,在变形工作状态下总体表现出良好的工作稳定性。     

圆极化介质谐振天线设计与实现

探地雷达、隔墙雷达、人体接触式微波治疗探测设备的天线设计，要考虑应用场景并加入应用场景一并设计或仿真计算，才能获得最佳的应用效果。本文采用应用背景下的设计方法，设计了一种应用于接触式微波检测系统的圆极化介质天线。该天线工作在L波段，采用带状线缝隙耦合馈电。通过不等长十字耦合缝隙实现圆极化。研究了辐射背景在一定范围内变化时，对天线回波损耗，轴比和方向图的影响。并制作了实物，VSWR<2的带宽，仿真结果为16.6%，实测结果为29.7%。     

检测气体绝缘组合电器局部放电的四频段微带单极子特高频天线设计

针对用于气体绝缘组合电器(GIS)局部放电特高频(UHF)在线监测的天线传感器应具有宽频带、高增益和小尺寸等性能要求,设计了一种外置小型四频段微带单极子特高频天线传感器。采用多个辐射单元技术,展宽了特高频天线的检测频段,实现了传感器的多频信号传感特性,运用HFSS仿真软件对天线结构尺寸进行优化设计,选取一组最优参数进行特高频天线实物制作。理论计算和实验室天线特性实测表明,研制的外置四频段微带单极子特高频天线性能优异,在实验室GIS装置上,用已有的微带贴片特高频天线与所设计的特高频天线传感器对模拟缺陷产生的局放信号进行了对比检测,进一步证明了微带单极子特高频天线具有良好的检测灵敏度。     

一种新型双频微带天线的设计与仿真

本文研究了一种新型结构的可同时工作在S/X波段的双频微带贴片天线.该天线的S波段单元和X波段单元印制在同一层介质基板上,S波段单元是一在边长40 mm方形贴片内对称开出4个边长12 mm方形槽的"田"字形贴片天线,4个边长为8 mm的方形贴片对应布置于"田"字形贴片槽内.这种结构可以实现天线的孔径复用,有利于减小天线的尺寸重量,便于设计制造.最后借助Ansoft 公司的Designer仿真软件对此天线进行仿真计算,讨论了两种情况下天线的辐射特性.     

500 M～2 GHz高性能双脊喇叭天线的设计及仿真

本文研制了一种500 M～2 GHz高性能双脊喇叭天线,作为低频段紧缩场测量系统的馈源.该天线延续了以往文献中介绍的脊喇叭天线宽频带、小体积的优点,同时,该天线引入了一些新的设计,得到了较高的方向图性能并压低了驻波比,这些新的设计包括:利用MFIE(磁场积分方程)算法的计算结果设计双脊波导,而不是传统的等效电路法的计算结果;利用HFSS对脊的形状及尺寸进行更为细致的优化;设计辐射段时,并不是完全照搬一般角锥喇叭的设计方法,而是将E面和H面方向图的3 dB波束宽度和相位中心这两组参数定为主要指标进行设计.此外,本文总结了一般双脊喇叭天线的设计方法,缩短了脊喇叭天线的设计时间.本文最后给出了500 M～2 GHz高性能双脊喇叭天线的仿真结果,仿真结果符合紧缩场馈源的要求.