超宽带TEM喇叭天线的研究与设计

超宽带天线技术具有广泛的应用前景,TEM喇叭天线是一种典型的超宽带天线.应用辐射方程,分析了带地板的TEM喇叭天线,对超宽带TEM喇叭天线阻抗和辐射特性问题进行了研究.该TEM喇叭天线由1个三角形金属板和1个地板组成,采用同轴线形式馈电.基于传输线模型,对TEM喇叭天线进行了建模仿真,并进行实验研究,结果表明,在1GHz~18GHz频带内,反射系数控制在-10dB以下,增益在8dB以上,并且在2GHz~14GHz频率范围内,增益均在12dB以上.测试结果表明,该天线具有良好的阻抗特性、定向性和群延迟特性,对脉冲辐射通信系统和超宽带雷达的研究具有很好的理论与实用价值.     

一种新型宽带印刷偶极子天线

采用圆形槽线谐振腔和扇形匹配微带线技术结合蝴蝶结辐射臂结构,设计一种工作频率带宽为一个倍频(2～4 GHz)新型宽带印刷偶极子天线.利用全波仿真软件,对天线的结构参数进行优化设计,并制做成实物.仿真和实测结果表明,天线各项指标符合设计要求,工作频带内电压驻波比小于1.8,增益大于6.8dB.     

超宽带天线的一种设计方法

根据电磁场理论提出了一种用于无线通信的微带贴片天线设计方法．根据天线的工作频带,对天线进行结构设计及辐射结构的等效电路分析．为了验证该天线结构参数的有效性,对该天线进行有限元仿真、相关结构参数优化,以达到带宽和辐射最优的目的．经实际制作和测试,结果表明,该天线的阻抗带宽(10dB回波损耗)可达10GHz(2.0～12.0GHz),倍频带宽高达6,其带宽是十字交叉单极子天线带宽的3倍之多．此外,该天线在工作频率内具有良好的全向辐射特性和增益水平,天线结构简单,性能稳定,实用性强．     

超宽带圆锥天线的设计

提出了一种对圆锥天线的外部轮廓线进行改进以提高天线性能的方法。介绍了组成天线轮廓线的每个椭圆半径的设计过程,用HFSS软件对设计的天线进行仿真优化,并选定七椭圆锥凸起型天线。仿真结果表明:天线覆盖0.3～3 GHz的频带,在10∶1的频带范围内天线的实际增益大于0 dBi。     

一种高增益多频带微带贴片单元的设计

设计了一种由圆、正八边形、矩形组合构成的微带贴片天线,其使用同轴线馈电。采用有限元法对所设计天线的电特性进行了仿真研究。同时也对天线在不同尺寸参数下的性能指标进行了对比分析。结果表明,天线兼具高增益和多频带的特性,在2.25~2.33GHz、3.51~3.7GHz、4.34~4.6GHz频带内,带内回波损耗全部小于-10d B,天线最高增益达到7.37d B,且天线的E面和H面辐射波束较好,半功率波束宽度约是60°;仿真结果证实了所设计的天线具有良好的性能指标。     

THz光子晶体天线仿真与设计

在THz频段喇叭天线的口径面上加装金属面, 金属面上环绕天线口径排布金属圆柱构成光子晶体, 利用光子晶体带隙可以抑制表面波的特性, 建立了THz光子晶体天线的物理模型. 采用电磁仿真软件优化设计了一个新型的THz光子晶体天线, 该天线工作频率为30GHz, 最大增益为17.6dB. 与传统的喇叭天线相比, 其增益变大, 主瓣变窄, 背瓣减弱, 方向性得到了较大的改进.     

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。     

应用于多模系统中的宽带圆极化天线

设计了一种应用于多模系统的宽带特性圆极化天线。该设计基于自相移形式的圆极化交叉偶极子天线,通过在偶极子臂之间引入寄生单元来拓展天线的阻抗带宽和轴比带宽,应用三维电磁场仿真软件CST(CST Studio Suite)建模仿真,确定寄生单元的数量、位置及相关参数,并验证天线的性能。仿真结果表明,在1.12 GHz～2.11 GHz的导航频段内,所设计天线满足回波损耗大于10 dB;阻抗带宽相对值为61%;轴比带宽为53%,覆盖范围为1.16 GHz～2.00 GHz;增益最大值可达10.5 dBic。     

基于零折射率超材料的新型匹配高增益贴片天线

针对基于零折射率超材料的矩形贴片天线的快速设计,提出了应用微遗传算法的自动优化方案,建立了利用Visual Basic语言编程调用时域有限差分方法对该天线的参数进行自动优化的计算机仿真程序,并成功计算出了优化的参数数据.采用优化数据加工制作了天线实物并进行了测量,仿真和实测结果吻合良好,零折射率材料对矩形贴片天线增益提升超过10 dB,实现了最高16.2 dBi的增益,并且在11.7 GHz到12.6 GHz的频带范围内阻抗匹配良好,证明了该方案的有效性和可靠性.     

40Gb/s光通信系统驱动放大器设计

针对40Gb/s光通信系统对高速芯片的需求,设计出一种微波单片宽带驱动放大器。该放大器基于0.15μm砷化镓赝配高电子迁移率晶体管工艺,可用于驱动铌酸锂调制器。放大器的宽带实现方案选择分布式拓扑结构,增益单元选择带有耦合电容的共源共栅结构。利用ADS仿真软件进行设计仿真,结果显示,所设计的放大器在DC-35GHz的工作带宽内增益响应平坦,电压增益大于10dB,增益平坦度为±0.5dB,具驻波特性良好,其输入、输出反射系数在频带内的典型值均小于-10dB;在1dB压缩点的输出功率为20dBm,故设计方案可行。