一种新型的增强型耦合天线的设计和研发

这种增强型耦合天线是在内置天线的基础上,增加耦合线条及重叠区域,用以扩展射频的使用空间,进而解决移动电话中单极天线或PIFA天线的空间不足的弊端。增强型耦合天线可以在降低天线的调试和制造成本的同时,提高天线的回波损耗和天线的增益及效率,使天线的回波损耗接近外置天线的效果,其中对于天线的带宽更有着非常明显的拓宽。     

一种新型共面波导馈电宽带圆极化天线

提出了一种共面波导馈电的新型宽带圆极化方形缝隙天线,在地板上的对角上加载E型缝隙激励宽带圆极化辐射,并采用加载L型缝隙,以及在馈线中开缝隙来改善天线的圆极化性能。仿真结果表明,天线的3 d B轴比带宽可达到39.26%,回波损耗小于-10 d B的阻抗带宽可达63.29%。     

2.45 GHz印刷倒F天线的研究与实现

针对当前无线通信节点微型化的需求和已有印刷倒F天线存在增益不足、有效带宽较窄、回波损耗偏高等缺陷的现状,设计了一种应用于2.45 GHz无线传感网络的印刷型倒F天线,文中采用Ansoft HFSS建立了天线模型,从理论上对印刷倒F天线的三大结构参数(谐振长度L、天线高度H、两竖臂间距S)进行了仿真研究,并最终推导出了以2.45 GHz为中心频点的最优天线结构参数,即L=16.2 mm,H=3.7 mm,S=5 mm。在该结构参数下的仿真结果展现出了天线优异的辐射性能,其回波损耗低至S11=-47.8 d B,电压驻波比VSWR2的有效带宽为160 MHz。同时,还采用矢量网络分析仪对天线实物的回波损耗特性进行了测试,测试结果与仿真结果吻合。最后,设计出了加载该印刷倒F天线的CC2530无线通信节点,并对其通信性能进行了实际测试,节点的通信性能测试结果表明:加载了该印刷倒F天线的节点在80 m的通信距离内丢包率为0.17%,优于同类无线通信节点。     

新型变压器局放监测特高频传感器的研究

近年来,特高频法监测变压器内部局部放电得到了广泛的关注,而特高频传感器性能的优劣直接决定着特高频信号的接收.介绍并设计了一种新型变压器局部放电特高频传感器--Goubau天线,研究了阻抗匹配线圈对Goubau天线驻波比的影响,并仿真研究了传感器安装时手孔升高座对传感器驻波比的影响.进一步,在真型变压器上进行了局放监测实验.仿真和实测结果表明,设计的Goubau天线频带为400 ～1000MHz,并在该频段内有2个谐振点,方向图较好,阻抗匹配线圈能明显改善天线驻波比,手孔升高座对Goubau天线性能基本无影响,天线频域响应能够分辨不同的局部放电类型,适用于变压器局部放电特高频信号监测.     

钢板表面裂纹微波检测机理分析北大核心CSCD

针对钢板表面裂纹检测的问题,提出了钢板表面裂纹的微波检测方法。基于麦克斯韦方程,计算出矩形波导内的电场及磁场分布方程,推导出矩形波导壁的管壁电流方程,阐述钢板表面裂纹处的微波信号形成机理。对裂纹处的反射系数及回波损耗、波导内各处的管壁电流进行分析、计算,由管壁电流分析钢板表面不同角度的裂纹的回波损耗,阐述了微波裂纹信号产生机理,对不同深度的裂纹信号进行分析,随着裂纹深度的增加,微波回波损耗幅值的绝对值增加,微波反射系数的绝对值减小。结果表明,钢板表面裂纹的存在阻碍了管壁电流的传播,微波反射波产生回波损耗;钢板表面裂纹处的回波损耗与裂纹深度、角度有关,随着裂纹深度增加,回波损耗绝对值增加,微波反射系数增加;随着裂纹角度的增加,回波损耗绝对值增加,微波反射系数减小,利用不同角度微波检测探头,实现微波对进行钢板表面裂纹的全方位检测。     

用于无源UHF RFID标签的可调匹配网络优化设计

针对无源标签天线与芯片阻抗失配问题,提出一种回波损耗小、适用范围大的标签阻抗匹配网络设计方法。给出了无源UHFRFID系统链路模型,利用标签反射系数分析了阻抗匹配情况对系统性能的影响。基于二端口网络和射频识别技术原理,设计了二端口级联的标签阻抗匹配网络;对于不同的阻抗天线,通过改变匹配网络的电路元件参数和分布来实现可调性匹配。以Monza5芯片为例进行了仿真实验,实验结果表明,相较于现有阻抗匹配网络设计方法,该方法适用于天线阻抗实部在5~80Ω,虚部在50~400Ω的较大范围,回波损耗减小8dB以上,进而提高能量传输效率,有效增大RFID系统的识别距离。     

一种监测雷达发射直达波天线设计

针对目前国内外广泛采用数字示波器与小功率计相结合的机外间接测量方式进行雷达功率标定,设计了一种小型微带天线,用监测直达波的方法来精确测量C波段多普勒双偏振天气雷达脉冲峰值功率,以此标定发射功率。根据微带天线的辐射机理,依据经典矩形微带天线公式,利用HFSS15.0软件建立天线模型,不断调整天线单元尺寸参数和馈电网络,优化改进物理参数,并对天线辐射特性进行仿真分析,设计出一个中心频率为5.59 GHz的微带天线。仿真结果表明,该天线谐振频率5.59 GHz的回波损耗为-15 dB,阻抗匹配良好;回波损耗小于-10 dB的带宽达到40 MHz,天线增益最大值为19 dB,3 dB波束宽度为19°。分析结果表明:该天线设计符合C波段天气雷达脉冲峰值功率标定需要,为我国C波段天气雷达发射功率的标定方式提供新的方法和思路。     

一种基于超材料的宽频带定向性微带天线

针对传统微带天线频带窄,增益低等不足,通过在天线的辐射贴片和接地板上分别刻蚀花型和十字交叉缝隙图案,设计并制作了一种基于超材料的宽频带定向性微带天线。刻有图案的金属贴片和接地板间形成电容感应等效回路并改变了天线电磁场的辐射方向。天线电磁场的辐射方向主要集中在水平–x方向而不是传统微带天线的垂直方向。相比传统微带天线,该设计天线的性能得到明显改善。仿真结果表明:天线的工作带宽为3.5~11.6 GHz(是传统微带天线的23.8倍),相对带宽为107.3%,在整个频段内天线的电压驻波比小于2,增益均大于5 d B。测试结果表明:设计天线的工作带宽为2.82~12.69 GHz(是仿真模型的1.22倍),相对带宽为127.3%。该设计天线可广泛地用于弹载天线,炮瞄雷达,卫星通信网络、汽车雷达等。     

一种用于变压器PD检测的套筒单极子天线传感器研究

根据电力变压器的结构特点,本文设计了一种用于局部放电超高频检测的套筒单极子天线,阐明了该天线的结构,给出了天线参数的计算原则和方法.通过优化参数,改变了天线的输入阻抗,使得天线在检测频段内有良好的驻波比特性、较高的增益和稳定的检测方向.经仿真计算和实测得到天线的工作频带为350～500MHz,中心频率为425MHz,在整个工作频带内的增益较为稳定,均值达到2.16dBi左右.实验室中实测表明,该天线可有效检测到变压器局部放电超高频信号,且具有较高灵敏度和良好的方向性.     

孔径耦合微带天线阵互耦的抑制(英文)

本文提出了一种在金属板开4个半圆缝隙来抑制微带天线阵阵元之间耦合的方法.微带天线阵为4单元结构,天线为双层介质层.通过在圆形贴片45°方向开矩形缝隙来实现圆极化特性,利用孔径耦合馈电及反向馈电原理,保证相邻的2个单元均有90°相位差.在金属板上对称地开4个半圆形缝隙切断了单元间的耦合电流场,抑制了表面波,降低了单元间的耦合效应.仿真结果显示,当在接地板上对称地开4个半圆形缝隙后,微带天线阵的耦合系数明显降低,旁瓣与后瓣电平被有效地抑制,天线的增益增加.因此,这是一个十分有效的抑制微带天线阵阵元间耦合的方法.     

小型化波导–微带复合功分网络设计

功分网络是有效载荷的重要组成部分,低驻波比、低损耗和轻小型化是航天器功分网络设计的重点。为实现一种新型高效功分结构,文中研制了一种Ka频段波导–微带复合功分网络,采用高集成一体化结构设计,集成了24通道的功率输出能力,有效降低了功分网络的体积和重量。实测结果显示,在23.4~ 24.59 GHz频带范围内,总口驻波比≤ 1.3,插入损耗≤ 1.6 dB,分口隔离度≥20 dB,且端口一致性良好,实现了一种轻小化、多通道、低损耗的功分网络设计,在星载毫米波功率合成领域的应用前景广阔。     

A multioctave (0.5–12.0 GHz) low-noise transistor amplifier

An effective method of computer calculation and optimization of characteristics of multioctave low-noise transistor amplifiers is presented. The method was used to design a three-stage amplifier built on the basis of microstrip technology using packaged transistors and chip resistors and capacitors. In a 0.5- to 12.0-GHz frequency band, the following characteristics are obtained: a noise ratio of 2.2–3.2 dB, a gain of >25.6 dB, a gain flatness of ±1.2 dB, a voltage standing wave ratio of <2.8 and <2.2 at the input and output, respectively.     

纸基RFID标签天线喷射打印化学反应沉积成形

针对目前射频识别(RFID)标签天线制备成本高、工艺复杂等问题,提出微滴按需喷射3D打印与化学沉积技术相结合制备半波偶极子天线的方法。利用构建的气动式双喷头微滴喷射系统,采用试验研究的方法,对系统按需喷射条件下产生硝酸银与抗坏血酸微滴的一致性以及基板运行速度对成线均匀性的影响进行研究,并对成形导线的电阻率进行测试;在此基础上设计、仿真和制备了半波偶极子天线,对其性能参数进行了测试。结果表明:系统产生的微滴均匀性较好;基板速度小于或等于0.5mm/s时,硝酸银成线边缘光滑度较好;成形导线的电导率为1.57×10~(-5)Ω·m;打印成形的半波偶极子天线谐振频率、谐振点回波损耗S_(11)参数等与仿真结果具有较好的一致性。为RFID标签天线提供了一种低成本制备方法。     

一种机载宽频带轻量化双偶极子测量天线设计

在小型旋翼无人机平台的天线测量系统中,测量发射天线要具有双极化、宽频带及轻量化的特点。为实现宽频带与双极化的电性能需求,设计了一种带反射腔的双偶极子天线,2 对偶极子十字交叉,采用同轴电缆馈电,共用一块反射底板;针对轻量化的要求,提出了“铜箔+PA6冶及结构件薄化的新型天线反射腔结构。通过电磁软件CST 建立模型,对偶极子天线进行了仿真。仿真表明,所设计天线在650 ~ 1 400 MHz 的测试频带内,阻抗带宽为73.2%(电压驻波比小于2.5),2 个激励端口的隔离度大于50 dB,增益大于7 dBi,方向图对称性好,天线总质量低于0.6 kg,故天线的综合性能满足该机载测量系统的要求。     

驻波型超声波电机及其驱动系统的实验研究

根据振动理论和单相驱动驻波超声波电机的运行机理，进行了该类型超声波电机样机和驱动系统的设计。通过实验，分析了谐振频率、输入电压和预压力时电机特性的影响。     

A new optimal design and analysis method based on MADM for MEMS products development

This paper presents an optimum design method to support the total micro-electromechanical systems (MEMS) product/device optimization, and its evaluation at the conceptual stage itself using the multiple attribute decision making method. In the traditional MEMS product development cycle, simulation and design using software tools are very important due to the knowledge limitation and complexity in design, fabrication, and packaging processes. The available tools are time consuming and relay on trial and error to achieve an optimum solution. The proposed method simplifies the relationship between parameters of design, fabrication, materials, packaging, and the performance of the MEMS product. The methodology is explained with the help of design flow diagram and time chart. A MEMS-based radio frequency (RF) power sensor is designed and the methodology is demonstrated. The proposed sensitivity analysis method is more effective and less time consuming than traditional techniques. Sensitivity analysis is carried out by varying the thickness of the signal conductor. The results of RF power sensor with insertion loss 0.428?dB, reflection loss 25.956 and voltage standing wave ratio of 1.106 at 1.5?GHz are reported.     

恒温型热线风速测量系统动态特性分析及试验验证

为测量不同工况下流场的脉动流速,恒温型热线风速测量系统在满足稳定性要求的同时,必须具备宽频带的动态特性。分别对热线探头工作过热比、放大器增益、惠斯通桥臂电阻、流场稳定流速、补偿电感和偏置电压等参量对热线测量系统动态特性的影响效果进行了仿真分析,结果表明:增大热线探头工作过热比、放大器增益和流场稳定流速及减小桥臂电阻均能提高系统的频响;补偿电感与热线探头连接电缆电感及电路寄生电感匹配时,系统频响最佳;在上述参量配置不当时,系统频响降低,系统振荡加剧甚至不能正常工作,而提高偏置电压能消除振荡并使系统恢复稳定,同时获得平稳的动态频响。因此,提出了基于偏置电压的动态特性调节方法。方波试验结果表明,基于偏置电压的频响调节方法能使系统在不同的脉动流速测量中均能获得较为平坦的频响,且调节过程简便。     

一种采用新式单片机的微波自动测量线

介绍一种新一代的微波自动测量线系统。该系统能够测量驻波比、反射系数、波导波长、阻抗、插入损耗和散射参量等。系统以89C51RD2新一代8位单片机为控制核心，以步进马达作传动装置，以点阵式液晶为显示器，能够在主机上显示驻波图形等。     

高增益蓝牙天线的设计与应用

鉴于蓝牙mesh网络节点密集部署的问题和金属物质对蓝牙天线无线信号传输的影响,通过改变倒F天线辐射臂的形状来提升蓝牙天线的增益,从而达到蓝牙mesh网络节点远距离传输无线信号的目的,同时可以保证周围金属物质不会影响蓝牙无线信号的传输,减少信号的能量损失,实现蓝牙mesh网络节点的远距离部署。这两款蓝牙天线具有小型化、高增益、高带宽的特性,覆盖整个蓝牙通信的ISM频段,采用HFSS对蓝牙天线的特性进行仿真分析,得到优化后的蓝牙天线结构参数,并制作蓝牙天线实物进行试验测试。实验结果表明:折叠天线和螺旋天线的回波损耗均小于-10 dB,带宽完全覆盖蓝牙频段,而且螺旋天线的性能更优,增益达到4.6 dB,金属环境的最远传输距离为20 m。     

某雷达微带天线单元制造工艺研究

某雷达微带天线单元结构复杂,其结构板具有开放式、低刚性的薄壁结构,电气板配合面具有局部多层的台阶结构。采用现有制造方法,零件成品率低,存在接地不可靠、驻波损耗大、盲配难等问题。为了解决这些技术问题,从整体工艺路线制定、低温钎焊工艺设计方面,有针对性地提出了有效控制变形、保证板间连接质量的解决方案。检测结果表明,指标满足实际使用要求,性能稳定、可靠,解决了成品率低的问题。该零件已在某机载雷达产品中得到应用。