基于蘑菇状谐振器的谐波抑制的微带贴片天线

提出了一种基于耦合谐振器的微带贴片天线谐波抑制的方法。通过在微带天线馈线与地板之间增加蘑菇状电磁带隙（EBG）单元的谐振器,有效地抑制了天线的2次和3次谐波,减少了谐波辐射对周围微波器件的干扰。对天线的等效电路模型进行了详细分析和研究,通过改变参数令谐振器工作在天线的谐波频率上,从而抑制天线的谐波辐射。为了对理论分析进行验证,我们加工了实物模型并进行测试,测试的数据显示微带天线的2次谐波减少了11.6dB,3次谐波减少了8.4dB。     

基于频率变换的双通带腔体滤波器的研究

该文基于频率变换的方法设计了两种结构的双通带的腔体滤波器,一种是通过谐振器之间直接耦合实现的;另一种是在谐振器之间引入交叉耦合实现的,从而达到产生传输零点的目的。首先根据设计指标,采用频率变换的方法,计算得到谐振器间的耦合系数和外部Q值,然后利用Ansoft HFSS建立同轴腔体滤波器的模型并进行仿真,仿真结果与ADS中等效电路得到的理论结果基本吻合,从而验证了这种方法的正确性。最后通过对级联型结构与交叉耦合型结构双通带腔体滤波器的比较,得出后者比前者具有更好的带外抑制特性。     

阶跃阻抗谐振器及三阶交叉耦合带通滤波器设计

本文首先分析了三阶阶跃阻抗谐振器的谐振特性。然后用这样的谐振器单元组合构成三阶交叉耦合带通滤波器,该滤波器能在通带的高端产生一个传输零点,提高阻带的抑制效果。仿真结果与设计指标基本吻合,证明了设计的正确性。     

具有谐波抑制特性的小型化分支线耦合器

提出了一种具有谐波抑制特性的小型化分支线耦合器。通过分析枝节加载传输线的传输特性,发现可以采用小型化的枝节加载传输线去等效替换传统分支线耦合器中的四分之一波长传输线,此方法可以极大地减小分支线耦合器的电路尺寸。同时,由于枝节引入传输零点,耦合器的谐波响应也得到抑制。为了验证理论分析的有效性,建立了等效电路模型和传输线方程,对电路性能进行分析,最后进行了仿真以及实验验证。     

X波段发卡式带通滤波器设计

采用引入传输零点的方法设计了一款发卡式带通滤波器。该滤波器由5个发卡单元构成,中心频率为8.6GHz.。通过在第2和第4个发卡谐振器上并联微带开路线的方法引入传输零点,来实现更好的边带抑制。通过调节并联微带线的长度来控制传输零点的位置,实现对边带抑制效果的有效控制。     

基于BP神经网络的分形DGS微带天线设计

微带天线易于产生谐波辐射,造成功率的损耗。加入DGS的微带天线可以抑制谐波,但是普通DGS会增加天线的背向功率漏射,且接地板利用率较低,分形DGS可以很好地克服这些缺点。为了缩短DGS的设计周期,采用BP神经网络对DGS进行进建模,在此基础上分析设计了一种分形DGS微带天线,并对制作的实物进行了测量,测量结果与仿真结果吻合较好,证明了该神经网络模型的正确性和分形DGS在微带天线谐波抑制中的有效性。     

一种新型超宽带带通滤波器的设计

介绍一种新型的超宽带带通滤波器,研究了微带阶梯阻抗谐振器的阻抗特性,利用该并联结构实现了超宽带带通滤波器的带外传输零点。设计了一款性能较好的宽带带通滤波器,实际测试结果与仿真结果十分吻合,证明了设计方法的正确性。     

一种新颖的微带六端口电路器件分析方法

微带六端口电路器件中包括直角拐角、阶梯跳变和T型接头不连续性结构,产生了一定的传输损耗,影响到整个通信系统的性能,因此准确地分析其影响十分必要。运用传统连接散射矩阵法和微带线不连续性等效电路模型,提出了一种新颖的微带六端口电路器件的分析方法。介绍了连接散射矩阵法的基本原理,推导出任意微带多端口网络的散射参数计算公式,在此基础上引入已有的微带线不连续性等效电路模型,克服了传统的连接散射矩阵法要求各单元子网连接的传输线特性阻抗相同的局限性。将微带六端口电路器件划分为功分器、分支耦合器、直角拐角和传输线等单元子网进行了散射参数的计算,其结果与IE3D软件仿真结果一致性较好,充分证明了该分析方法的正确性和适用性。     

毫米波双通带基片集成波导滤波器设计

提出了一种新型毫米波双通带基片集成波导(SIW)滤波器,该滤波器由双模基片集成波导和双模带线谐振器构成。其中双模带线谐振器嵌入到双模基片集成波导谐振腔中,不占据额外的电路面积,利用双模带线谐振器的TEM模和双模基片集成波导谐振腔的两个简并模式TE102、TE201,可分别形成两个相互独立的通带,因此该滤波器的设计具有很大的灵活性。所设计的双通带滤波器具有三个传输零点,实现了良好的带外抑制和带间隔离度。该双通带滤波器工作于28.4GHz和32.2GHz,3dB带宽分别为2%和3%。最终的测试结果和仿真结果相吻合,证明了该设计方法的可靠性。     

基于接地开口环的超宽阻带带通滤波器设计

在通带附近引入传输零点可以得到具有良好带外抑制特性的带通滤波器。提出了一种新型的接地开口谐振单元并提取了该单元结构的等效电路模型。通过与电磁仿真结果对比,证明了对单元结构分析的准确性与提取等效电路模型的有效性。结果表明,该谐振单元在高频段引入了一个传输零点。同时,在基本不影响通带中心频率的前提下,可以通过改变部分结构参数来调整该传输零点的位置进行灵活设计。最后,利用3个单元结构的级联设计具有良好通带特性及带外抑制特性的带通滤波器。对滤波器进行了仿真、加工及测试,测试结果与仿真结果有良好的一致性。     

用于无线能量传输系统的微带天线设计

本文提出一种用于组成无线能量传输(Wireless Power Transmission,WPT)系统的微带天线结构,并采用基于有限元法的电磁仿真软件(HFSS)对微带天线进行3D建模.在二端口网络分析法的基础上,建立磁耦合共振无线能量传输等效电路模型,求解出系统发生频率分叉现象产生的条件以及最大效率时的频率表达式.基于以上方法,研究本文设计的微带天线传输特性,包括:系统的最优传输效率与耦合距离的关系,工作频率与耦合距离的关系,得出在能量传输距离在50cm左右时,天线的谐振频率为12.5MHz,效率可达63%.微带天线具有很大的结构优势,如与集成电路兼容,成本低,体积相对较小,且工艺相当成熟,易大规模批量生产等优势.因此该设计的平面微带天线可用于无线能量传输系统.     

Analysis and network modeling of an aperture-coupled microstrippatch antenna

This paper describes a method for analyzing an aperture-coupled microstrip patch antenna in order to develop an improved transmission-line model that reflects the effects of structure parameters, including inclination angles and offset distances of the aperture with respect to the feed line or the patch. The equivalent circuit consists of three ideal transformers, extended slotlines terminated by a short circuit, and microstrip transmission lines with open stubs. Two transformers are introduced to take account of the interaction between the aperture field and two orthogonal patch modes, while the third transformer reflects the coupling between the aperture and the feed line. The turn ratios of the transformers are calculated efficiently. The microstrip open stubs in the patch are then replaced by well-known capacitance and radiation conductance equivalents. The proposed transmission-line model is then applied to several variations and shown to produce accurate antenna impedances     

一种宽带缝隙耦合微带天线阵列的设计北大核心CSCD

微带阵列天线具有增益高、剖面低、体积小、重量轻、成本低、易共形等优势,为了克服其频带窄、交叉极化强的问题,文中采用偏置缝隙耦合馈电、上层贴片、并馈网络等措施设计了宽带多层微带阵列天线。在等效电路分析基础上,结合仿真验证,分析了关键参数对天线单元阻抗匹配的影响,得出了单元最佳结构尺寸。采用了灵活的等功分并馈网络实现了8×8布局、45°极化的微带阵列天线。仿真和实测结果表明:电压驻波比VSWR<2的阻抗带宽达到48.8%,半功率波束宽度HPBW>9.2°时增益大于18 dB,交叉极化电平低于-22 dB,同时具备较深的零深、较低的副瓣电平。     

基于分形CRLH-TL加载短截线超宽带滤波器设计

传统基于微带缝隙和逆开环谐振器(CSRRs)的复合左右手传输线的带宽较窄、通带内反射损耗较大,限制了其应用。因此,该文采用了Minkowski分形的微带缝隙代替传统微带缝隙,有效地展宽了带宽,并通过在微带缝隙两侧加载短截线的方式进一步增加了带宽并改善了高频端带外抑制特性。分析了结构的尺寸参数对其传输特性的影响,并根据S参数计算了色散曲线、提出了等效电路模型。最后,运用所提出的方法设计了一款超宽带带通滤波器。该滤波器仅采用一个复合左右手(CRLH)结构单元,获得了超带宽2.1~9GHz(相对带宽124.3%)和较小的带内反射损耗(小于0.8dB),同时滤波器在9.5~12GHz的阻带范围内传输抑制大于20dB。测量结果、仿真结果与等效电路结果基本吻合,验证了该设计方法的有效性。     

基于开口环谐振器的双频通带可调滤波天线

该文提出了一款通带独立可调的高选择性双频滤波天线。首先设计了一款微带耦合式馈电的双频带通滤波器,通过在微带馈线上引入一个金属通孔,实现源负载耦合,改善裙边选择性。同时,给出了滤波器对应的等效电路模型。在此基础上设计了一款椭圆形单极子天线,利用滤波天线综合设计方法与滤波器集成实现滤波天线。单极子天线带宽覆盖滤波器带宽,仅改变开口环电长度即可实现中心频率可调。为了验证设计加工和测试了相应天线。结果表明,天线工作在2.31 GHz与3.27 GHz时,相对带宽分别为10.3%和7.7%,增益分别为3.2 dBi和4.1 dBi,有4个辐射零点,中心频率可调范围为1.8~4.8 GHz。测量与仿真结果基本吻合。     

覆盖L 波段的宽带隐身雷达天线罩设计

设计了一款极化和角度不敏感的宽带频选吸波体,在X 波段实现了宽带透射窗口以及包含L波段在内的宽频带吸收。该频选吸波体采用频率选择表面与电磁超材料吸波体相结合的方式,通过级联加载多层耦合型频率选择表面和双层高阻表面完成总体结构设计。理论上,利用等效电路法对多层耦合型频率选择表面及整体结构展开分析,论证频选结构和频选吸波体的谐振机理。数值仿真结果显示,该频选吸波体可以实现8.1～11.7GHz频段内的宽频带透射,以及1.18～4 GHz、15～18 GHz 频段内的宽频带吸收,其中透射窗口的插入损耗不大于3 dB。将该频选吸波体作为平面雷达天线罩与微带天线相结合,分析天线的辐射性能和散射特性。研究结果显示,天线在工作频带内保持了良好的辐射性能,而在带外实现了RCS 的有效缩减,达到了天线系统的隐身目的。     

Optimization of Circular Ring Microstrip Antenna Using Genetic Algorithm

Circular ring microstrip antennas have several interesting properties that make it attractive in wireless applications. Although several analysis techniques such as cavity model, generalized transmission line model, Fourier-Hankel transform domain and the method of matched asymptotic expansion have been studied by researchers, there is no efficient design tool that has been incorporated with a suitable optimization algorithm. In this paper, the cavity model analysis along with the genetic optimization algorithm is presented for the design of circular ring microstrip antennas. The method studied here is based on the well-known cavity model and the optimization of the dimensions and feed point location of the circular ring antenna is performed via the genetic optimization algorithm, to achieve an acceptable antenna operation around a desired resonance frequency. The antennas designed by this efficient design procedure were realized experimentally, and the results are compared. In addition, these results are also compared to the results obtained by the commercial electromagnetic simulation tool, the FEM based software, HFSS by ANSOFT.     

基于HFSS的无线传感器网络节点微带天线设计与仿真

根据微带天线的辐射原理,设计一种谐振频率为2.47 GHz的矩形微带天线,并对微带天线频带的展宽方法进行了研究。通过附加贴片来修改等效谐振电路,使其具有多个谐振点,从而扩展阻抗带宽,仿真结果表明该天线的阻抗带宽达到了12%(300 MHz)。该天线具有体积小、宽频带和低抛面等特点,可作为无线传感网络节点的终端天线,具有一定的工程应用价值。