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。     

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。     

基于无人机电力巡检的椭圆稀布阵列天线的优化方法研究

为了提高电力巡检无人机的电磁检测性能,同时降低阵列天线馈电网络的设计难度,本文提出了一种基于无人机电力巡检的椭圆稀布阵列天线的优化方法,该方法设计的阵列天线的最高旁瓣电平较低,因此具有很好的环境抗干扰能力,同时采用等幅同向馈电,可以有效降低阵列天线的功耗,大大提高无人机的巡检时间。利用改进智能优化算法,通过优化阵列单元的位置,使得最高旁瓣电平(PSLL)尽量低。仿真结果表明,本文提出的方法能够有效降低阵列天线方向图的最高旁瓣电平,对具有41个阵列单元的椭圆阵列天线进行优化,优化后的阵列天线方向图的最高旁瓣电平在-22dB以下。     

一种用于超高频电磁信号检测的单臂阿基米德螺旋天线的设计

研究了一种50Ω同轴电缆直接馈电的单臂阿基米德螺旋天线,通过优化仿真设计了天线各项硬件参数,实现了其在UHF(超高频)段的工作。通过锥形金属片过渡馈电的方式保证了天线结构的稳定性,克服了单臂阿基米德螺旋天线偏心馈电带来的不良影响。通过改进天线的终端结构,节约了天线制作材料,提升了天线的整体性能。通过仿真分析研究了天线介质材料、馈电圆锥角、天线占空比等对天线性能的影响,并进行了优化设计。结果表明,设计的天线结构简单无需馈电巴伦,其工作频带为:1.15GHz~2.4GHz,具有良好的圆极化特性,在工作频带范围内天线最大辐射方向具有5dB以上的增益,基本满足超高频电磁信号的检测要求。     

变频冰箱压缩机电机设计与优化

本文在变频冰箱用压缩机电机设计中采用有限元作为设计基础,对电机性能进行了模拟仿真分析,结合电机设计优化理论对电机部分参数进行了优化设计。通过在黄石东贝电器股份有限公司QD135PYR压缩机上的应用实践证明,采用该方法能有效改善无刷直流电机的性能,缩短电机开发时间,提升电机设计效率。     

智能天线微带天线阵列中线阵单元设计

文中讨论矩形微带天线单元的设计方法,并组成线阵单元,用Ensemble软件对其进行优化与仿真。该线阵单元可应用于智能天线、导航测控天线等增益要求较高的系统中。仿真结果表明,该线阵单元有益于天线增益的提高和系统性能的改善。文中的设计仿真方法简单准确,具有普遍性,应用领域广。     

垂尾隐蔽式超短波全向天线的一体化设计

以单极子天线为研究对象,首先对传统单极子天线的工作原理进行了分析,并研究了不同情况对天线性能的影响,然后在此基础上提出了一种新型结构的平面单极子天线,它选用三角形的结构,并采取了加载元件、提升馈电点等技术,有效地减小了平面单极子天线的结构和尺寸,与此同时,有效地实现了天线带宽的展宽,并且在设计中采用了加载技术,实现天线性能的进一步优化.在理论分析的基础上,使用电磁场仿真软件HFSS对天线进行了仿真分析,通过参数扫描得到了天线的最佳尺寸,并分析了天线的方向图和增益等特性.然后对3种不同情况下的天线进行仿真与分析,分别是无限大地平面、有限大地平面、加入钉子和灯泡的复杂结构后,并优化其参数使其获得最佳的特性.最后根据以上仿真结果,提出了复杂结构垂尾隐蔽式超短波天线的一体化设计的方法.并进行了综合仿真,实现了在100～400 M的频段内驻波比小于2.75.     

面向射频能量收集的小型化超材料整流天线设计

为了高效收集空间存在的射频能量,提出了一种新型的射频能量收集系统：首先,设计了一种单极子微带天线,其性能稳定且易于加工;其次,结合超材料理论设计了一种基于开口环形谐振器的超材料单元,其内环采用曲流技术,从而使天线小型化;最后通过将超材料单元加载在微带天线上对其进行了改进,能够进一步减小天线尺寸,改善带宽、增益等性能。系统由小型化超材料天线、匹配电路、整流电路及负载组成,对天线及整流电路进行仿真优化。经过实际加工测试,系统在2.45 GHz时输出电压为318 mV,对应的最大整流效率为13.5%。     

滚筒洗衣机三脚架结构强度CAE分析及研究

本文通过采用CAE结构分析软件对滚筒洗衣机三脚架的结构进行分析和优化设计,优化后的三脚架重量比原始设计减少21.5%,强度提高12.3%,实现了在降低材料费的情况下,三脚架的强度还加以提高。通过三脚架强度CAE仿真分析和结构优化,能够为三脚架结构设计中提供一种基于数字样机的虚拟实验方法,进而缩短研发周期,提高一次设计成功率,降低产品开发成本。     

开关柜局部放电超高频在线监测天线的研究

本文针对高压开关柜局部放电超高频检测天线应具有宽频带、高增益、小尺寸的性能要求,引入Koch分形结构和空气层理论,设计出了一种新型的Koch分形微带天线。采用仿真软件HFSS对天线模型的结构参数进行优化分析,选取一组最优参数制作天线实物。仿真结果是,天线尺寸180mm×180mm,VSWR5的检测频带为535～825MHz,天线的平均增益为1.5dB。仿真结果表明该天线满足开关柜局部放电超高频检测要求。     

非接触式局部放电检测天线的设计和优化研究

为实现基于超高频（UHF）法非接触式检测一定范围内电气设备局部放电（PD）,需要研制合适的天线作为超高频（UHF）传感器。锥形天线具有宽频带、高增益和水平面（H面）全向性的特点,文章选取该型天线进行分析,研究其尺寸参数对天线性能的影响,得出该天线的设计规律。通过天线性能分析再结合PD检测的要求,最终选择锥高30cm、锥角45°的锥形天线作为非接触式PD检测的UHF传感器。经测试该天线频带为200MHz~2GHz以上,在200MHz~2GHz频带内平均增益达4.5dB以上,在对较远距离外模拟放电信号的接收试验中表现出良好的UHF信号接收能力,完全达到设计要求。基于该天线可以开发出固定式或车载式PD监测系统,该系统可以监测整个变电站设备PD情况并且其工作时不与设备发生接触。     

基于网络模式的天线伺服直流电机状态监测系统

船载测控天线伺服电机是天线传动链的重要组成部分,伺服电机位于天线座内,而其控制系统一般安装在室内,控制系统远离测控天线,不便于实时监测伺服电机的运行状态。为了解决多部测控天线伺服电机运行状态的实时监测问题,研究了伺服电机的数据采集和故障诊断技术,从硬件设计、软件及数据库设计、提出了基于网络模式故障诊断3个方面设计了伺服电机状态监测系统。这样既可实时监测在传动链中在线电机运行状态,又可测量检测机下备份伺服电机的工作性能。实际应用表明该系统可系统能及时反应伺服电机的工作状态,并达到了远程测试与诊断的效果。     

距离约束算法在微波天线面形测量中的应用

微波天线的工作面的加工精度直接影响其工作性能,因此,对加工后的工作面进行高精度的面形测量是必要的.一种新的基于距离相对约束的视觉测量方法被用于微波天线面形的高精度测量,测量程序可分为两步:直接线性变换求初值和基于距离约束的最优化解算,解算过程中完成了透镜畸变的校正,其相对精度可达1/2,000,并用最小二乘法拟合了微波天线的面形.     

用于检测电气设备电晕的盘锥天线的研制

为实现对变电站内电气设备电晕放电的检测,研究并设计了宽频带、高增益和水平面(H面)全向性的天线作为电晕检测的传感器。通过分析盘锥天线的辐射特性和特性阻抗,确定其设计为电晕检测天线具有优势,用离散化方法加工出的盘锥天线,在10MHz～1GHz以上具有良好的频率响应特性,平均增益4dB以上,在变电站检测试验中表现出良好的电晕放电信号接收能力。基于该天线可以开发出固定式或车载式电晕监测和定位系统,该系统可以监测整个变电站设备的电晕情况并且其工作不与设备发生接触。     

On the design of Chebyshev endfire arrays subject to a performance index

A numerical method for the optimization of Chebyshev endfire antenna arrays, under a nonlinear constraint, is presented. Starting from a set of initial parameters (number of elements, equidistance, side lobe level, half-power beamwidth) we proceed to the design procedure subject to a desired value of a performance index. The method is based on the least squares technique where the constraint is applied through a Lagrangian multiplier. The resulting Chebyshev-like pattern fulfills the constraint whereas it loses the initial characteristic of equal side lobes. The presented method is applied for radiation efficiency and quality factor indices and gives remarkable results for different Chebyshev arrays.     

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.     

基于新型阵列配置的机载MIMO-SAR下视三维成像性能研究

阵列天线机载MIMO-SAR三维成像技术是获得SAR三维高分辨率图像的重要方式之一。通过研究跨行向阵列天线收发单元的配置问题,提出了一种新型的机载MIMO-SAR阵列天线配置方法。分析了机载MIMO-SAR下视三维成像的成像几何、等效相位中心误差和三维SAR回波信号模型。通过等效后的天线方向图证明了该阵列配置方法可以获得良好的指向性,通过一种下视三维成像算法进行仿真,证明了该新型阵列配置的机载MIMO-SAR三维成像模型能够获得更好的成像性能。     

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.     

Neutralizing interferences in two‐hop amplify‐and‐forward MIMO relay systems

In this paper, we present the interference neutralization technique for two‐hop multiple‐input multiple‐output (MIMO) relay systems. It enables multiple MIMO transmitters (sources) to simultaneously transmit independent data streams to their MIMO receivers (destinations) without mutual interferences, thereby improving spectral efficiency of the systems. To neutralize the mutual interferences using multiple amplify‐and‐forward (AF) MIMO relays, we establish the sufficient condition for the antenna configuration in the MIMO relay networks, and provide a filter design technique for the AF MIMO relays. The proposed method increases sum rates of the systems linearly with the number of transmitters participating in simultaneous transmission. To improve the sum rates further, this method is combined with transmit power allocation using the water‐filling algorithm. In addition, it is shown that by employing the minimum number of relays required to meet the sufficient condition, the system cost for the proposed method can be reduced without compromising the sum rate performance severely. Finally, simulation results successfully demonstrate that by exploiting radio resources such as frequency and time efficiently, the proposed method achieves a higher sum rate than the existing techniques based on interference avoidance. © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.