一款用于移动设备的新型WLAN片上天线

该文给出了一款新型的WLAN片上天线,非常适合用于2.4GHz频段的各种移动通信设备。该天线结构简单,仅有辐射单元和和天线地板构成,其中天线接地板采用独特的倒L形结构,能够有效地抑制天线的边缘散射现象,并降低天线和其它系统元件之间的耦合,具有电磁兼容特性。另外,对影响天线性能的一些参数进行了详细的仿真和分析,并给出了具体结果。     

一种简易结构地板开槽的多频段内置单极子手机天线的设计

设计了一种应用于GSM850/GSM900/DCS1800/PCS1900/UMTS2100/LTE 2.3 GHz/WiMax2.5 GHz/LTE 2.6GHz多频段移动通信制式的内置单极子手机天线.天线整体结构由单馈电双分支平面辐射体和开槽结构的不完全PCB地组成,双分支平面辐射体能够产生3个谐振点,其中的短分支产生2 600 MHz谐振点,长分支产生900 MHz谐振点,短分支和长分支共同作用产生1 900 MHz谐振点,开槽PCB地延长地板的电流路径,从而降低了低频谐振点,增加天线带宽.天线整体结构尺寸为115 mm×60 mm×6 mm,其中天线辐射体尺寸为50 mm×15 mm×6 mm.所设计的天线结构紧凑、简单,易于制作,满足移动手机天线的设计要求.使用Ansoft HFSS仿真软件设计和优化天线结构,并制作实际的测试模型.实验测量结果和仿真结果一致性较好,表明了此天线结构设计的准确性.     

一种非对称馈电的小型化高隔离度分集天线

提出一种基于非对称共面带（ACS）馈电的高隔离度小型化分集天线结构.使用ACS作为天线馈电结构可使天线体积减小约50%.引入地板延伸枝节作为去耦合结构,使天线间端口隔离度大于15 dB,其中最高隔离度达到30 dB.实验结果表明,该分集天线可满足2.4/5.2 GHz WLAN和2.6/3.5 GHz LTE的通信需求.     

平面印刷单极子天线频带抑制技术的应用

为克服无线通信系统间相互干扰,采用频带抑制技术对共面波导馈电圆形单极子天线进行改进,设计出一副具有双阻带特性的超宽带天线和一副用于无线局域网/全球微波接入(WLAN/WiMAX)系统的三频段天线.通过在圆形贴片底端加载两条多边形槽线,实现了3.29～4.00 GHz和5.29～6.00 GHz抑制频段的超宽带天线,阻带覆盖了WLAN/WiMAX应用频段.在三频段天线的设计中,综合采用五边形槽线、调谐枝节和扇形槽加载技术,对频带进行阻断和控制.实测三频段天线的工作频带为2.25～2.80 GHz、3.3～3.8 GHz和5.1～5.9 GHz,覆盖了WLAN/WiMAX系统的应用频段,并在其余频段具有良好的频带抑制特性.所设计的两幅天线均具有可调的工作频段,适合复杂环境中对无线通信系统相互干扰的抑制.     

超宽带陷波天线的设计

为了避免现存的窄带信号对超宽带系统的干扰,提出一种具有附加寄生单元结构的超宽带陷波天线模型.通过对天线矩形辐射贴片和接地板形状的改进,使之在超宽带的辐射频段内具有较宽的阻抗匹配特性,同时在天线背面加入两个T形寄生单元使其具有陷波特性.利用HFSS软件仿真测试天线性能,结果表明所设计的陷波天线实现对WLAN窄带干扰信号的抑制,同时在工作频段内表现出较好的全向辐射特性.     

三频段MIMO天线的双中和线去耦合设计

设计了一款可以应用于LTE2300和WiMAX3.5/5.8 GHz频段的多输入多输出(MIMO)天线,其由2个相距4 mm的对称单元组成,且每个单元由"己"和"弓"形的弯折线构成。采用背对背布局形式的组阵方式来实现低频段的高隔离度。同时,为了提高中频段和高频段端口间的隔离,将双中和线去耦结构加载至天线单元两端,并对该去耦结构进行了理论分析和实验验证。利用HFSS仿真软件对MIMO天线的性能参数包括S参数、辐射模式、增益和包络相关系数(ECC)等进行研究。结果表明,在频点为3.5 GHz处隔离度提高25 dB,在频点为5.7 GHz处实现了30 dB的隔离度。此外,该天线具有全向辐射特性,在工作频段内具有较好的分集增益。     

陷波可重构的小型化UWB天线设计与实现

设计并实现了一种具有陷波可重构特性的超宽带天线.天线主要由阶梯状辐射贴片、微带线馈线和矩形地板等组成.在天线辐射贴片和微带馈线上分别刻蚀C形和U形缝隙,在刻蚀缝隙的中心位置加载PIN二极管开关,通过开关的导通与断开,改变刻蚀缝隙的结构尺寸,实现了3个频段的陷波功能.采用ANSOFT HFSS仿真软件获得天线相关参数.测...     

基于分形结构的多频带微带天线

设计一种应用于GSM1800(1 710~1 850 MHz)、ISM(2.4 GHz)和WiMAX(3.3~3.6 GHz)的多频带全向辐射微带天线。基于Sierpinski分形结构,经两次三角形分形产生两个谐振点,通过添加短谐振枝节增加谐振点个数,加入长匹配枝节调节谐振点位置和谐振带宽,背面采用较窄的反射地结构改善天线的辐射方向性。仿真结果表明,所设计的天线回波损耗在-10dB以下的频段分别为1.69~1.85 GHz、2.25~2.54GHz、3.27~3.69GHz,实测结果在误差允许范围内,与仿真结果基本吻合。     

基于寄生耦合单元的多频段微带天线设计

通过在金属贴片边缘增加寄生耦合单元,设计了单馈点、易共形的紧凑多频段微带天线.该微带天线由地面、馈电传递单元及其两侧边缘的一个曲折线形贴片寄生耦合单元和一个T形贴片寄生耦合单元组成.天线的谐振频率和带宽由2个寄生耦合单元的结构尺寸以及寄生单元与馈电传递单元之间的相互耦合共同确定,可以通过调整寄生耦合单元的结构参数独立调整各谐振频点.通过计算电磁学软件分析了各结构参数对谐振频率的影响,并仿真了一种典型情况的天线,其工作频段为0.972~0.988 GHz、2.178~2.27 GHz和3.293~3.356 GHz.该天线仿真和测试结果符合得很好,验证了可通过单馈点激励多个寄生耦合单元的方法有效地设计多频段天线.     

一种高效率高增益PCM圆极化天线设计

针对现行极化转换超表面孔径效率不高及增益改善不足等问题,设计了一种应用于X/Ku波段的高效率接收-传输型超表面天线．设计的天线接收层为高反射率的矩形贴片,传输层为十字交叉缝隙,辐射层是以12×12单元排布的斜缝隙矩形贴片．通过调整馈源天线金属地板与超表面接收层构成了FP谐振腔空气层的高度,提高了同相反射增益．仿真结果表明,设计的天线峰值增益达到了14.8 dBic,圆极化带宽为12.3～12.6 GHz,实现了良好的圆极化辐射性能;与其他类型的FP谐振腔天线相比,该超表面天线具有高增益、圆极化、高效率辐射特性．     

一种双U形缝隙加载的分形多频天线

结合分形结构和加载缝隙的特性,提出一种多频段天线的设计方法。通过在具有分形结构微带天线的接地板上加载双U形缝隙,在单层微带天线上实现了多频段工作。分形结构的应用,降低了天线的谐振频率,该天线尺寸是未加分形天线尺寸的52％。在接地板加载双u形缝隙,改变了天线的电流路径,通过改变U缝隙的参数,可以灵活调整天线的谐振频率。根据天线设计的思路,通过分析、仿真及实测表明,该天线能工作在GSM900／GPS／DCS1800／TD-SCDMA4种网络模式下。     

用于UHF RFID和WLAN双频段的智能手套天线

为解决智能手套中RFID(Radio frequency identification)阅读器天线在WLAN频段数据分发问题,设计了一种工作于UHF RFID和WLAN双频段的小型化可穿戴天线。采用非对称共面技术缩小天线接地面积,通过折叠天线辐射体实现双频工作,同时可进一步缩小天线面积。将天线附着于不同材质的手套及不同穿戴者身上测试天线的鲁棒性,对辐射方向图与比吸收率进行仿真分析以验证天线的辐射特性与安全性。结果表明：天线在900 MHz和2.40 GHz处实测工作频段分别为0.69～1.03 GHz、1.29～3.00 GHz,可实现UHF RFID与WLAN频段通信。改变手套材质和测试者体型时,天线仿真与实测回波损耗相接近,具有较宽带宽。该天线设计简单、性能稳定,且辐射方向稳定,对人体危害较小,在智能手套领域具有一定应用前景。     

用于无线体域网的高鲁棒性可穿戴天线设计

为了在无线体域网中实现可穿戴设备与基站间的体外通信,设计了一种工作在WLAN(2.40～2.48 GHz)频段的高鲁棒性可穿戴天线。采用微带贴片结构,实现了天线体外模式辐射;采用完整铜箔作为天线的地面,提高了天线的鲁棒性;采用耦合馈电与槽缝曲流技术,增加了天线的阻抗带宽。进一步制作了天线实物,测试并比较了天线在自由空间内、加载人体后和改变外部环境后不同阶段的反射系数与辐射增益结果,以及加载人体后的链路余量与人体比吸收率的情况。结果表明：在自由空间内和加载人体后,天线阻抗带宽均可以覆盖WLAN频段,且天线具有体外模式的辐射方向图。在外部环境变化时,天线均谐振在了WLAN频段内,最大辐射增益变化仅有3.04%,证明了天线具有较高的鲁棒性。在不伤害人体的情况下实现了无线体域网中可穿戴设备与基站间的高鲁棒性体外通信。     

一种毫米波宽带电磁偶极子天线研究

为满足毫米波无线通信系统的需求,研制了一种宽带毫米波电磁偶极子天线.该天线采用基片集成波导缝隙耦合馈电,抑制了表面波辐射,降低了传输损耗.采用电磁仿真软件HFSS进行建模仿真,分析了辐射贴片尺寸、馈电缝隙宽度和金属通孔半径对天线反射系数和辐射特性的影响,仿真给出了天线在28 GHz和32 GHz的E面和H面主极化和交叉...     

具有陷波结构的超宽带Vivaldi天线设计

高速通信系统需要超宽带天线的支撑,衡量超宽带天线的主要技术指标是相对带宽与增益,如何抑制频间串扰也是需要解决的问题,为此,设计一款具有陷波结构的超宽带天线,可以有效隔离各个频点。在典型Vivaldi天线结构的基础上,通过在天线的最大开口处加载1个梯形辐射片,间接构成三角形缝隙实现陷波;将馈电的微带线置于上、下2个辐射片之间的中间层,以电磁耦合的方式给2个辐射片同时馈电。仿真结果表明,天线覆盖的频带范围为2.8～11.7 GHz,相对带宽为123%,该频带内有6个谐振频点,最大与最小增益分别为9.46 dB和5.11 dB,同时产生6个陷波频点:4.25,5.6,7.4,9.05,10.7,12.35 GHz,将各个谐振频点相互隔离。该超宽带天线不仅具有较高的增益,而且也解决了通信串扰的问题。     

具有带阻特性的印刷U型超宽带天线设计

本文设计制作了一种具有带阻特性的印刷U型超宽带微带天线。采用在接地面上开一个矩形槽来实现天线的带阻特性,通过改变矩形槽的长度和宽度可以调节阻带宽度,并对阻抗和辐射特性进行了讨论。仿真结果表明,可以通过改变矩形槽的宽度来改变阻带的位置和宽度,可实现天线频带宽度（S11≤-10 dB）为2.8～10.5 GHz,相对带宽达116%,并能精确阻隔WLAN（5.725～5.85GHz）频率段。实验结果表明该天线适用于超宽带系统的应用。     

太阳能电池作为天线辐射体的RFID标签天线的设计

利用HFSS v12软件设计了一种太阳能电池作为天线辐射体的RFID电子标签天线.利用太阳能电池的射频特性,将太阳能电池作为天线的辐射贴片.因此太阳能电池既可以提供能源,也可以发送和接收电磁波;提出的天线为多层结构,采用H形缝隙耦合馈电方式,可以较容易实现宽频谐振以及天线与芯片的阻抗匹配;给出了该天线的仿真结果,仿真结果表明天线性能良好,满足RFID应用要求.     

丝网印刷柔性薄膜天线力电性能表征

为降低天线结构重量、提高天线与结构一体化效率,制备了一种可卷曲且易与结构共形的柔性薄膜天线.基于天线基本理论和丝网印刷工艺技术设计并制备了薄膜微带准八木天线.将薄膜天线辐射层看作颗粒增强复合材料,利用Mori-Tanaka复合材料细观力学方法预测其有效弹性模量,与拉伸叠加法结果吻合良好.基于内聚力模型,利用ABAQUS有限元分析软件模拟了薄膜天线基体/辐射层在90°剥离条件下的界面剥离过程,揭示了天线基体与辐射层之间界面破坏机理,得到薄膜基体/辐射层的界面剥离强度,通过90°剥离实验验证了内聚力模型的有效性.有限元得到的剥离强度为64N/m,与实测值误差为8.11%,吻合良好.最后,仿真和实验研究了柔性薄膜天线的反射系数和辐射方向图性能,仿真得到的薄膜天线谐振频率为3.02GHz,与实验谐振频率误差为2.37%,且在谐振频率处阻抗匹配良好.结果表明:本文设计制备的柔性薄膜天线具有良好的力学和电磁性能,在航空航天轻量化结构中有广泛的应用前景.     

五频段整流天线的研究与设计

针对5G频段以及传统频段的微波能量收集,提出了一款五频段整流天线,其主要由微波能量接收天线和五频段整流电路组成。为了将空间中的5G频段中3.5GHz与4.9GHz的微波能量以及传统频段中的1.75GHz、2.3GHz、2.8GHz的微波能量转为直流功率进行输出,整流电路由两个并联二极管结构的整流电路并联而成,为了收集更多的微波功率,接收天线的辐射方向图在1.75GHz与2.3GHz实现全向性的线极化辐射,在2.8GHz,3.5GHz和4.9GHz实现圆极化辐射。五频带整流天线可在功率为-20～5dBm的环境中工作,且最大RF-DC转换效率可达到58%。因此该整流天线可为低功耗电子设备供电。     

用于无线通信的新型宽带旋转贴片天线设计

设计了一种用于无线通信的新型宽带旋转贴片天线,通过对称旋转天线的矩形辐射贴片,天线的带宽得以显著扩展.讨论了贴片旋转角度及其他结构参数对天线带宽的影响.为了验证该设计的有效性,对所设计的天线原型进行了实际制作和测试.测试结果表明,所设计天线的阻抗带宽(10dB回波损耗)可达6.97GHz(2.29~9.26GHz),相对带宽约为120.7%,这一带宽接近传统交叉单极子天线带宽的两倍.此外,该天线在整个工作频率范围内具有较好的全向辐射特性和增益水平.