输电线路电晕放电的天线检测方法

检测输电线路的电晕放电情况可以反映线路运行状态并提供维护的参考信息,而现有的检测方法均存在缺陷,且不能广泛应用。提出了一种新的测量方法,即采用射频天线测量电晕放电的电磁场脉冲信号。将2组传统的对数周期天线90°正交形成圆极化对数周期天线,之后仿真该天线结构证明了其方向性、增益和测量频段符合设计要求。最终制作该天线测量了电磁信号,实验结果显示电晕放电的时域信号是高频振荡波,其FFT变换得到的频谱分布主要集中在200～350 MHz。     

Design of a log-periodic aperture-fed microstrip antenna array

The narrow bandwidth of a microstrip antenna is one of the important features that restricts its wide usage, although it possesses many advantages such as low profile, light weight, etc. Various techniques have been used to enhance the bandwidth of this kind of antenna. This paper presents a planar microstrip array designed by the log-periodic technique for wideband operation in the frequency range of 1.7-5.5 GHz. The elements of the array are orthogonal patches, aperture coupled fed by a microstrip line. The far-field pattern of the array, for a number of frequencies in the above range, has been computed by a simulation procedure.     

宽带微带天线阵的研究与设计

微带天线具有轻的重量、较小的体积及散射截面等特点,可设计为无线电高度表的天线。采用组阵的方式把矩形贴片单元组成宽频带,高增益的阵列天线,增加基板厚度扩展频带,良好的多枝节阻抗匹配获得较大增益。应用此结构设计四元微带天线阵,中心频率为4．3 GHz ,带宽BW＞200 M Hz ,采用等幅并联馈电的方式,通过 HFSS进行仿真优化,仿真结果显示驻波比小于2,最大增益为11．3 dB ,3 dB波束宽度约为46°。实测结果为：驻波比小于2频带扩展到4．08～4．52 GHz ,最大增益为10．33 dB ,达到设计要求。该天线阵简单的结构,良好的特性可运用到小型飞行器高度表系统中。     

一种宽频带RFID阅读器天线的设计

UHF RFID标签在密集布放环境下,会由于标签天线间的互相影响,使工作频率发生偏移,造成系统漏读.因而本文设计了一款新型的圆极化阅读器天线,该天线工作在UHF频段,具有小型化、高增益、宽频带的特点.其中主辐射圆形贴片通过4个探针与微带匹配网络上下相连,匹配网络的引入提高了天线的圆极化轴比和工作带宽.仿真结果表明,该天线在UHF频段的阻抗带宽和3 dB轴比带宽分别为13％和5％,增益高达9.4 dBi.在空旷的环境下,对密集布放的多个RFID标签进行读取测试.实验表明,运用宽频带的RFID阅读器天线可以有效地提高标签的读取率.     

宽频带的微带等角螺旋天线设计

为了实现宽频带天线指定方向的高性能辐射，设计了一种宽频带的微带等角螺旋天线。为实现阻抗匹配，天线馈电部分设计了一种指数渐变式微带巴伦结构。经过实物测试参数，结果表明加入了指数渐变巴伦结构后天线实现了良好的阻抗匹配并具有良好的宽频带特性，其工作带宽为1.74～4.82 GHz，回波损耗最低达- 30 dB。同时设计了一个平底型金属反射腔用于反射背向电磁波，在保持宽频带工作特性的同时，使天线具有了良好的单向辐射特性，天线在整个工作频段内的增益均大于6 dB，与传统的螺旋天线相比，具有宽频、定向、高增益的特点，具有一定应用前景。     

电力设备局部放电超高频信号检测用新型微带天线

从研究传统开槽微带天线出发,在分析了影响开槽微带天线性能的各项参数的基础上,设计了一种可用于电力设备局部放电超高频信号检测的新型半U型槽微带天线。相比传统微带天线,设计的微带天线传感器的带宽从几十MHz扩展到200MHz以上,同时为了适应电力设备超高频检测的需求,天线的尺寸也缩减为相同中心频率微带天线的1/4。研制的天线传感器主要工作频段为670~839MHz,增益为2.39d B。最后通过相关实验检测了天线的检测性能,论证了设计的传感器用于电力设备局部放电超高频信号检测的可行性。     

基于曲流技术和遗传算法的局部放电检测微带天线

基于微带天线原理设计了一种新型全向型局部放电特高频天线传感器。采用曲流技术对微带天线结构进行改进,增加天线的工作带宽。采用遗传算法对改进结构参数进行优化设计,使天线工作带宽达到最高。改进型微带天线的工作带宽为450 MHz~2 800 MHz,覆盖了局部放电特高频信号的主要频率范围。同时天线具有体积小、近似全向测量、增益高和灵敏度高的优点。模拟绝缘缺陷局部放电检测试验结果表明,该型天线可以有效检测典型局部放电特高频信号,满足变电站现场局部放电检测要求。     

基于NiCuZn铁氧体的小型化T-DMB天线

采用传统的固相反应法制得了宽频段低损耗的NiCuZn铁氧体材料,研究了Co_2O_3掺杂对NiCuZn铁氧体磁电特性的影响。研究表明,当Co_2O_3掺杂量为1.0 wt%时,该铁氧体在200 MHz下的磁导率和介电常数约为14,磁损耗和介电损耗角正切分别为0.017和0.012。基于此材料设计了一种小型化地面数字多媒体广播(T-MDB)天线。该天线具有结构紧凑、损耗低、带宽宽等优良性能,其辐射模式接近全向,中心频率(195 MHz)的峰值增益达到-0.03 dB,是一种适用于移动手持终端的小型化天线。     

Ka波段低剖面宽频带平板缝隙天线研究

针对传统平板缝隙天线带宽窄,以及常用宽带平板缝隙天线腔体分层数多,剖面高的缺点,设计了一种新型低剖面宽带平板缝隙天线。该设计对传统方案的辐射单元与馈电网络均进行了改进,增加了缝隙间距的同时,通过合理增加调配块达到宽带良好匹配的效果。缝隙间距的增大,使馈电网络同层化设计得以实现,从而降减少了天线分层数,降低了天线剖面。本文对新型平板天线进行了HFSS仿真优化,仿真结果表明,该新型平板缝隙天线相对带宽可达到15%、分层只有2层,具有宽频带、分层少、剖面低的优点,该新型平板缝隙天线可以作为未来平板缝隙天线主要方案。     

Printed dual-band base station antenna for GSM/DCS/PCS/UMTS and LTE applications with dual polarization

A new design of the dual-band and dual-polarized base station antennas for supporting the mobile communication systems operating at the GSM/DCS/PCS/UMTS and LTE frequency bands is presented. A wide input impedance matching bandwidth is achieved due to a trident-shaped feeding technique. Two printed dipoles, which are located perpendicularly to each other and fed by stepped-microstrip lines, establish the proposed antenna. In addition, by locating a low-profile cavity-backed structure, as a metal reflector under the antenna, bidirectional radiations of the dipoles are switched to unidirectional radiations with an increase in the gain of the antenna. Measurement results indicate that the proposed antenna is suitable for base station applications at the operating frequencies of 800/900/1800/1900/2300 MHz. The isolation is better than 20 dB, and peak gains of 10.08 and 9.96 dBi are attained at port-1 and port-2, respectively. Furthermore, the HPBWs of the antenna in H-plane is more than 61° for each port. The overall dimension of the antenna is 168 × 168 mm², which is mounted upon a 222 × 222 mm² cavity-backed structure with a depth of 42 mm.     

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。     

变形工作状态下非等间距柔性 NFC 标签天线设计

柔性NFC标签天线常处于变形工作状态,为解决该工作状态下易出现的频率偏移及偏移引起的工作性能下降问题,提高其在人体无线健康监测应用领域的适用性,本文设计了一款可贴合人体皮肤且性能优良的柔性NFC标签天线。该天线采用镓铟液态金属作为柔性导电材料,与PDMS柔性衬底材料相结合,使其具有良好的可拉伸性和可弯曲性;基于小型化NFC天线设计的原则,提出非等间距结构设计方案,提高其工作带宽,实现NFC标签天线在变形工作状态下依然保持相对稳定的电学参数、谐振频率及通信距离,增强其工作稳定性。通过仿真和实验测试结果表明,外形尺寸为25 mm×25 mm且线间距增长率为200%的非等间距NFC标签天线,在-10 dB以下工作带宽高达0.87 MHz,相较于具有相同面积的等间距天线,工作带宽最大增幅高达52.6%;针对此柔性NFC标签天线应用环境的特殊性,通过不同变形状态下的工作性能稳定性测试显示,30%拉伸工作状态时,天线的中心频率偏移率仅为3.2%;曲率半径为5 mm的弯曲工作状态时,天线的中心频率偏移率仅为2.4%,天线通信距离始终不低于30 mm,在变形工作状态下总体表现出良好的工作稳定性。     

小型蓝牙标签天线的仿真设计

小型标签 RFID芯片的工作频率为13.56 MHz,本文主要设计了小型蓝牙标签的天线,该天线采用电感耦合的形式。用 ANSYS公司的电磁仿真软件 HFSS对小型标签天线的各种形状,厚度,层数,圈数的场强进行仿真分析和比较,做好线圈的电感匹配,并查看天线的 S参数使其频率在13.56 MHz时有较好的谐振,设计出了满足在小型标签中尺寸小,抗干扰性能强的天线,使其在13.56 MHz 时具有最好的传输性能。最后将天线安装在 RFID 芯片上后进行封装,得到成本低,实用性强,应用广泛的小型标签。结果测得标签的最远读取距离为35 cm。     

高速动车组车载双频天线设计与布局研究

针对动车组内无线通信质量问题,在微带线的基础上运用分枝法,设计出满足高速列车车载要求的双频单极子天线。天线尺寸为23mm×36mm×1.3mm,最大增益为3.8dBi,其工作频段为2.28~2.64GHz和5.47~6.15GHz,在2.4GHz和5.8GHz频段相对带宽分别为14.6%和11.7%,覆盖ISM频段。以CRH380A型动车组内部环境为研究对象,运用CST电磁仿真软件,建立车厢内部车载天线布局仿真模型。同时,将车内传输效果与自由空间进行对比。各BSS内的天线传输系数在ISM频段内位于-20~-50dB之间,RSRP属于最优等级Ⅰ。验证了所设计天线的有效性及其布局的可靠性。研究结果对动车组车载天线设计以及车内天线布局有很好的参考价值。     

GIS局部放电外置超高频检测系统

研制了宽带和窄带两种超高频外置天线传感器,两种传感器增益均大于1,驻波比在其有效带宽范围内均小于2,均能用于GIS局部放电超高频检测。设计了高性能放大器和半分布参数超高频滤波器,工作频带为300～1000MHz,完全覆盖了两种传感器的工作频带。性能测试表明,传感器和滤波放大器性能优良,频率匹配,能满足超高频信号检测预处理的要求。通过对绝缘子表面金属污染缺陷产生的局部放电信号进行检测研究表明,超高频检测系统能够检测到超高频段微弱的局部放电信号,并能抑制低频段干扰,为后续模式识别的研究打下了基础。     

200 MHz带宽基带信号发生器的设计与实现

介绍了基于FPGA的基带信号发生器设计方案,主要叙述了成型滤波以及任意重采样内插比等关键技术。该基带信号发生器不仅实现了标准数字调制格式的基带信号发生,而且通过FPGA内部的并行架构设计,实现了500 MHz的高速数据速率,I/Q带宽达到200 MHz。将其应用于矢量信号发生器中,既实现了PSK、ASK、FSK、MSK、QAM等标准数字调制格式的矢量信号,又实现了400 MHz矢量调制带宽。经过测试,在4 M码元速率的情况下,QPSK和512QAM调制格式的EVM分别达到0.7%和1.0%;400 MHz带宽的矢量调制信号频响小于1 dB。     

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.     

Slot loaded rectangular patch antenna for dual-band operations on glass-reinforced epoxy laminated inexpensive substrate

This paper presents a straightforward design and analysis of rectangular radiating patch with narrow slots and microstrip line fed patch antenna for dual band operations. A parametric analysis has been carried on during the design process for finding the desired resonant frequencies. The final design concept of the antenna has been validated through fabricating the antenna prototype and then measuring its characteristics. The proposed antenna is implemented by using cost effective FR4 substrate, which comprises of vertical narrow slots on the radiating element and partial ground plane. The experimental results of the antenna prototype show the impedance bandwidth ( \(<-10\) dB reflection coefficient, S11) 396.4 MHz (286.9–683.3 MHz) and 310 MHz (4.28–4.59 GHz) with center resonant frequency 460 MHz and 4.5 GHz respectively. The proposed antenna has achieved 6.6 dBi average gain with 85 % average radiation efficiency for lower band and 9.7 dBi average gain with 88 % radiation efficiency for upper band. The bandwidths of the antenna are broader enough to cover medical telemetry communications, UHF wireless communications and terrestrial communications services.     

高压直流换流站换流阀电磁干扰的测量

针对目前缺乏国内换流站阀厅电磁骚扰特性的研究,高压换流站阀厅电磁屏蔽效能的设计缺乏依据的问题,采用环状天线、双锥天线、对数周期天线和ESCI无线电干扰接收机,在国内4个典型换流站实测了换流阀的电磁干扰。测量结果表明:在阀厅内距墙壁1m处150kHz～1GHz频段的电磁干扰水平最大值范围为102～105dB(基准1μV/m,下同);在9～150kHz的低频段换流阀厅内距墙壁1m处的电磁干扰最大值为140dB。测量分析指出,换流阀所发出的电磁干扰水平随频率的增高衰减很快,最主要的高幅值场强出现在低频段特别是<1MHz,频率>10MHz的电磁干扰水平基本<60dB,而且在频率>10MHz以后的干扰水平与换流阀停运后的背景噪声水平基本一致。换流阀所发出的电磁干扰水平与换流阀输送功率没有明显的相关性。     

频率搅拌混响室场均匀性与搅拌带宽选取方法分析

为了确定混响室在频率搅拌方式下的有效搅拌带宽这一参数,在分析矩形谐振腔原理的基础上,简要阐述了频率搅拌混响室实现电场"统计均匀"的工作原理,并进一步对搅拌带宽的选取原则进行了分析。在尺寸为10.5m×8m×4.3m的大型混响室内,通过矢量网络分析仪测量了少模与过模状态下收、发天线间的传输参数S21,利用测得的S21参数分析了该混响室在频率搅拌方式下的低频特性,并给出了不同搅拌带宽下场均匀性验证的方法。试验结果及数据处理表明:该混响室在频率搅拌方式下最低可用频率与机械搅拌方式基本相同;在过模状态下,选择合适的搅拌带宽能够得到统计均匀的场环境;当工作频率为500MHz～1.5GHz时,其最小有效搅拌带宽约为30MHz。