一种带状线馈电的新型宽带印刷偶极子天线

本文在分析传统微带巴伦馈电印刷偶极子天线的基础上,对天线馈电形式及辐射振子结构进行了改进设计,通过将馈电网络设计为带状线形式,并采用两面对称的辐射振子结构,提出了一种带状线馈电的新型宽带印刷偶极子天线,这类天线具有较宽的阻抗带宽(驻波小于2的带宽可做到45%以上)。这种新型带状线馈电印刷偶极子天线的馈电网络适于与天线阵的馈电网络进行一体化设计,适合于用印刷电路技术大批量生产,是大型天线阵的一种理想的辐射单元形式。     

开关柜内部局部放电检测用PCB偶极子天线的设计

开关柜内部空间有限、结构复杂,不便于局部放电超高频传感器的装设。文中基于PCB技术设计了一种适用于开关柜内部局部放电信号检测的超高频天线,在仿真分析的基础上对其结构参数进行了优化。利用矢量网络分析仪测试天线的端口特性,验证了天线的回波损耗和电压驻波比等参数。基于GTEM小室提供标准场,在不同工作频率下对天线系数进行了标定。采用针—板放电模型作为局部放电源,基于脉冲电流法测量放电量,对所设计的UHF天线进行了局部放电测试实验,实验结果表明该天线在工作频带内损耗低、方向性好,时域分辨率强,检测局部放电超高频信号的效果良好。     

宽带弓形微带补偿天线的设计

介绍了一种新型的天线设计方法,它是将有限尺寸载入介质基片上的宽带弓形微带补偿天线。该方法设计快速,无需计算,而且合理精确,是通过观察在单一的弓形带天线上的两个梯形半开对搭的排列效应而受到启发。首先设计单边梯形,然后将这样的两个相同梯形的顶部对接,经微带线将二次谐振频率匹配到同轴馈线。设计的弓形带天线在X-波段上的实验测量与模拟预测结果一致,获得的带宽为10.6％。     

低成本宽带高效率堆叠贴片天线

为克服合成孔径雷达中现有微带天线带宽窄、效率低、成本高的缺陷,提出了一种在低成本FR4基板上实现的X波段宽带高效堆叠微带贴片天线。天线通过多层FR4基板堆叠方式构成,通过空气腔的引入,天线的有效介电常数和介质损耗得到降低,天线的效率和带宽得到提升。利用寄生贴片在带内增加了谐振点,使得天线的带宽得到进一步增大。同时为补偿馈电探针的寄生电感,利用微带匹配器对天线的输入阻抗进行匹配。实测表明,天线输入驻波低于2.0的频率范围为7.7~11.7GHz,相对带宽大于40%。天线的增益为7.6dBi,效率为83%。与传统微带贴片天线相比,具有宽带、高效、低成本的特点,具有一定应用前景。     

基于分级延迟的宽带相控阵天线研究

由于色散效应和孔径渡越效应的存在,传统相控阵天线本质上是一种窄带系统。为了解决这一问题,实时延迟在相控阵天线设计中得到了广泛的应用。提出了一种分级延迟的方案来改善天线阵列的瞬时宽带性能。首先简要介绍了分级延迟方案扩展带宽的原理,然后通过仿真设计对子阵级延迟和分级延迟方案下天线宽带性能进行了讨论和对比分析,最后通过试验测试天线的典型宽带性能,对偏离中心频率1.5 GHz,方位/俯仰扫描60°的波位,采用分级延迟方案后和子阵级延迟相比,实测指向误差由1.24°/1.63°降低至0.47°/0.24°,证明该分级延迟方案极大地提升了天线的瞬时带宽,并具有良好的工程实现性。     

基于开口谐振环的三层高效电小天线设计

为提高电小天线的辐射效率,提出一款基于开口谐振环结构的3层小型化环形天线。天线的3层结构分为中间的馈电层和两侧的耦合层,采用电磁耦合方法实现激励。在馈电层设计了一种倒“山”形匹配网络,弥补了传统耦合馈电SRR天线存在部分反向电流的缺陷;通过加载耦合环结构实现强磁耦合,降低天线的金属损耗;在耦合层与馈电层间设计支柱固定的空气间隙,有效地降低介质损耗,从而提高辐射效率。采用电磁仿真软件对天线进行设计,并分析了介质基板对天线性能的影响。对设计的天线进行了实物研制与测试。结果表明,实测结果与仿真结果基本吻合,天线的中心频率为50.03 MHz,电尺寸为0.045λ₀×0.045λ₀×0.01λ₀(λ₀为工作波长),其在水平面内具有良好的全向性,辐射效率大于41%。     

三线式宽带短波天线建模与仿真

三线式宽带短波天线是一种新型的短波通信天线,为充分发挥该天线在全向通信与定向通信中的性能,本文首先采用矩量法分析计算三线天线在不同工种频率的辐射阻抗与天线方向图,并得到了天线方向性系数随工作频率变化的曲线,从而有效指导天线在全向通信或定向通信中的频率选择;利用电磁仿真软件FEKO建立了三线天线与典型地物的仿真模型,得到了典型工作频率、不同地物影响下天线方向图的畸变规律,总结出高度参数对三线天线方向图的影响最为明显,为三线天线选址架设等工程实践提供参考。     

表面开槽的宽带遥测微带天线设计

微带天线由于体积小、易共形、适用于金属环境等优点而被广泛地应用于旋转件遥测系统中。针对传统微带遥测天线带宽较窄的问题,本文提出了一种通过在天线贴片和地板上开槽来扩展带宽的设计方法,并进行了仿真和测试验证,二者结果吻合良好。高频电磁结构仿真软件HFSS的仿真结果表明,通过在适当位置开槽,可使得天线的相对阻抗带宽(S11<-10dB)达到5.6%(2.409~2.545GHz),基本覆盖ISM频段,最高增益可达4dBi。测试结果表明其相对阻抗带宽为6%(2.41~2.56GHz),在收发天线间距10毫米的情况下,传输系数S21达到-22dB,可以满足遥测系统的需求。     

应用XFDTD对平面扇形偶极子天线的仿真与设计

本文探讨了平面扇形偶极子天线在设计中应遵循的基本原则。平面扇形偶极子天线是探地雷达系统中常用天线,为了提高其宽频带性能以及减小无谓辐射,优化设计出采用屏蔽和集中加载方式的天线,并用XFDTD软件对其进行仿真,给出了电磁场分布、近场时域波形以及方向图。     

局部放电检测用超高频天线的设计与性能对比

根据高压电力设备局部放电信号检测的需要,基于PCB技术设计并制作了四种不同原理和结构尺寸的超高频天线,仿真分析了其性能参数,检验所设计天线用于局部放电超高频检测法的可行性。利用矢量网络分析仪测试天线的端口特性,验证了天线的电压驻波比等参数。基于GTEM小室提供标准场,在不同工作频率下分别对四种天线样机的天线系数进行了标定,得到各天线系数的拟合公式与曲线。采用针-板放电模型作为局部放电源,基于脉冲电流法测量参考放电量,对所设计的天线进行了局部放电测试实验,采集天线接收到的局放信号波形。仿真和实验结果表明微带天线与缝隙天线工作带宽和增益较低;偶极子天线与螺旋天线在工作频带内损耗低、增益高、阻抗匹配效果较好,检测局部放电信号的效果良好。     

Simplified dipole concept for the assessment of transient electromagnetic field in the vicinity of grounding grid

The objective of this work is to provide a simplified model to analyse the electromagnetic emission of the grounding grid thus enabling engineers to perform parametric studies rapidly without greater loss of accuracy. The proposed approach is based on the use of the transmission line theory and the concept of dipole radiation in the presence of a lossy half‐space including the Sommerfeld integral approach. The model proposes to determine the electromagnetic fields (soil and air) and current distribution in a grounding system. The proposed model is described and illustrated with applications. The limitations and advantages are also discussed and compared against antenna theory counter parts. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

一种太赫兹宽带三次谐波混频器设计与实现

提出了一种基于紧凑型过渡结构的低变频损耗太赫兹宽带三次谐波混频器。混频器中的紧凑型过渡结构,位于射频端波导内部,由电路正面的悬置带线和背面的三角形过渡段两部分组成,用于提高混频器的带宽,优化变频损耗。其中,悬置带线末端位于波导内射频信号电场的最大值处,正上方放置具有一对串联肖特基结的混频二极管,形成单平衡混频电路,使得射频信号仅与本振信号的奇次谐波混频,减少无效谐波分量。背面的三角形过渡段降低了悬置带线与射频波导之间的不连续性,有利于实现宽带匹配及混频电路小型化。混频器电路介质基板总尺寸为5.1 mm×6.9 mm×0.127 mm,实测结果表明,在135-165 GHz范围,混频器的单边带变频损耗为10.8-15.7 dB,典型值为13.0 dB,中频频率范围为0-15 GHz。     

一种宽频带微带线垂直过渡结构设计

针对微波多层电路的微带线垂直过渡问题,提出了一种新型的、适用于毫米波频段的微带线垂直过渡结构,通过微带线上的补偿结构实现了匹配设计,使得微波信号在微波多层结构中跨层传输.该过渡电路结构具有信号传输损耗小、频带宽,易于加工的特性,在微波电路设计方面具有较高的实用价值.将该微带线垂直过渡结构在三维电磁场仿真软件中进行了建模,并进行了实物加工和测试.实物测试结果表明,在0.5～38 GHz的频带范围内插入损耗小于2.7 dB(含两个K-2.92 mm接头及微带传输线损耗),回波损耗大于9 dB.     

激光回波小信号宽带放大器设计

设计了一款激光回波小信号宽带低噪声放大器。选用低噪声、高带宽电流反馈型差分运算放大器THS4509,采用两级放大电路结构以获得较大的放大倍数,利用传输线变压器实现输出信号由双端到单端转换。为减小噪声,采用过渡带特性最好的椭圆低通滤波器滤除带外噪声。经实验验证,该放大器具有40 dB放大倍数、120 MHz带宽和小于10 mV(pp)的系统噪声,能对各种反射率条件下不同目标反射回的微弱激光小信号进行有效放大,较好地解决了远距离和低反射率目标物体测距问题,实际测试测距量程可达450 m。     

Evaluation of the complex antenna factor of a dipole antenna by measuring the S-parameters of the balun

The complex antenna factor (CAF) of a dipole antenna with a balun is evaluated by calibrating the S parameters of the balun and calculating the effective length of the antenna element in the frequency range of 600 MHz to 2 GHz. The result is compared with that of the conventional three-antenna method. The CAF values obtained by the two methods agree in their absolute values up to 1.2 GHz. Concerning the phases of CAF, two results are close in the whole band. © 1998 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 123(2): 16–23, 1998     

宽带水声信号传播损失分析

根据能量关系推导了宽带声呐方程,研究了宽带水声信号的传播损失。宽带传播损失中的吸收损失是信号带宽内各个频率吸收损失的加权平均值。由于权值是指数衰减的,因此低频成分起的作用更大。在相同的距离和中心频率上,带宽越宽,则低频成分所起的作用越大,总的传播损失反而越小。同时,与窄带分析方法对比可以看到,采用窄带方法计算宽带信号的传播损失会引入较大的误差,距离、带宽越大,误差越大。宽带传播损失的分析对于不同作用距离上信号带宽的选择,以及宽带声呐性能的预测具有指导意义。     

基于SIW的宽频带喇叭天线设计

设计了一款具有宽频带高前后比的基片集成波导H面喇叭天线。该天线通过在基片集成波导喇叭的口径前端加载半圆形介质基片和半圆形金属片结构,实现了天线阻抗带宽的展宽及天线前后比的提高,此时天线整体尺寸为16λ×32λ mm。仿真结果表明,天线S11＜-10 dB的频率范围为228～282 GHz,相对带宽达到21%;在23～26 GHz的频率范围内,天线前后比始终大于13 dB,天线最大增益能够达到122 dB,且在较宽频率范围内天线增益保持稳定。相较于其他基片集成波导喇叭天线,该天线结构更加简单,具有更好的带宽、增益及前后比。     

一种提高全向水平极化天线带宽的设计

设计了一种新型带微扰的宽带全向水平极化天线,通过天线正面的弧形偶极子的阶梯状边缘和背面的正方形微扰提升天线带宽.利用CST仿真得到最优的参数解,并制作实物进一步验证天线带宽.四对弧形偶极子组成一个圆环,每对弧形偶极子对应一个方向,并通过宽带巴伦均匀同相馈电,模拟载有均匀同相电流的圆环以实现全向水平极化.天线相对带宽50％(1.71～2.85GHz),并且在1.71～2.55GHz间拥有较高增益(2～4dBi).该天线结构简单、紧凑、低剖面,特别适合于室内基站建设.     

CPW馈电的高隔离度一阻带UWB-MIMO天线设计

针对目前超宽带多输入多输出( ultra wideband multiple-input multiple,UWB-MIMO)天线仍存在的尺寸大、端口隔离不 够高、抗干扰能力弱等缺陷,设计了一款使用共面波导馈电( coplanar waveguide feed,CPW) 馈电的小型化具有陷波特性的 UWB-MIMO 缝隙天线,通过将方形辐射贴片切角来拓宽带宽,两天线单元地板互联,并在天线单元间增加栅栏形解耦枝节来 提高天线的隔离度。 天线尺寸仅为 30 mm × 56 mm × 0. 8 mm。 此外,在方形辐射贴片上刻蚀了开口谐振环( split ring resonator,SSR)结构的 C 形槽,可滤除 WLAN 频段信号( 5. 15 ~ 5. 85 GHz)对 UWB 系统的干扰。 天线的实测结果表明,该天 线工作频段为 2. 73 ~ 10. 71 GHz,端口隔离度小于- 20 dB,包络相关系数 ECC< 0. 01。 实验结果表明该天线适用于 UWBMIMO 通信系统。