基于HFSS的无线传感器网络节点微带天线设计与仿真

根据微带天线的辐射原理,设计一种谐振频率为2.47 GHz的矩形微带天线,并对微带天线频带的展宽方法进行了研究。通过附加贴片来修改等效谐振电路,使其具有多个谐振点,从而扩展阻抗带宽,仿真结果表明该天线的阻抗带宽达到了12%(300 MHz)。该天线具有体积小、宽频带和低抛面等特点,可作为无线传感网络节点的终端天线,具有一定的工程应用价值。     

一种新型U型槽宽频微带天线

提出一种新型的低剖面宽带开槽微带天线。该天线通过U型槽加载,从而产生新的谐振点,达到展宽带的目的。采用HFSS软件对提出的天线模型进行仿真优化,结果显示,该天线在12.83 GHz、15.06 GHz两个频点产生谐振,天线阻抗带宽达到940 MHz和770 MHz     

一种低剖面可调谐共形蒙皮天线设计

提出了一种带空气背腔的低剖面可调谐的共形蒙皮GPS天线。该天线基于背腔微带缝隙天线,通过渐变微带线实现耦合馈电和阻抗匹配,通过减小空气背腔深度以及在天线馈电网络和天线阵面连接的位置加入微带并联开路支节实现低剖面设计,通过调节支节的长度实现天线谐振频点可调。该蒙皮天线剖面高度约0.03?,仿真结果显示,该天线实现了超过±20 MHz的驻波谐振频率偏移,并且在频率偏移过程中驻波小于2的带宽均大于20 MHz。本工作为共形蒙皮天线设计提供了技术基础,适用于低频段隐身机载窄带天线设计。     

具有谐波抑制功能的共面波导轻薄整流天线

为解决对无人机、平流层飞艇等空中移动目标无线输能时机载接收端整流天线质量大,占居飞行器有效载荷多的难题,设计了一种具有谐波抑制功能的共面波导轻薄圆极化整流天线。该整流天线采用集中式整流方式,通过将整流电路直接集成在微带天线接地板上,实现了质量轻,尺寸小,剖面低,易共形的圆极化整流天线。该天线工作在5.8 GHz,采用共面波导耦合馈电,并在馈线上直接加载共面波导谐振结构进行谐波抑制,具有较宽的工作带宽。整流电路采用倍压整流形式,利用贴片电容作为直通滤波器进行直流滤波,电路结构简单。该整流天线结构紧凑,质量仅6.28 g,剖面厚度0.5 mm,最佳整流效率63.84%,测试结果与仿真结果吻合良好,验证了该设计的可行性。     

折叠L形空气介质微带天线设计

针对传统微带天线体积较大、损耗高的问题,设计了一款工作于UHF频段的天线。首先,采用空气介质微带天线形式有效地降低损耗,同时利用折叠方法使得天线小型化,实现了较低的剖面,仅为0.03λ0;其次,利用L形馈电结构进一步增加了天线带宽,相对带宽达到34.4%;最后,利用四馈馈电网络使天线实现圆极化。天线尺寸为124 mm×124 mm×15 mm,中心频点为626 MHz,该频点处增益为5.2 d B。     

一种LTCC叠层耦合馈电圆极化微带天线的设计

设计了一种低温共烧陶瓷(LTCC)低剖面圆极化叠层耦合微带贴片天线.该天线采用层叠结构,在辐射基板正面采用分形的辐射贴片来降低天线尺寸并拓展带宽;在馈电层基板正面开“十字”槽,在其反面通过使用威尔金森功分器加移相器网络对“十字”槽馈电,使得耦合馈电端口的正交电场相位差90°来实现微带天线的圆极化.该天线设计剖面厚度仅3 mm.仿真结果显示该天线工作于1.268 GHz时,实现阻抗带宽超过60 MHz,天线的轴比小于1.5 dB且增益达到5 dB.     

一款应用于移动多媒体广播（CMMB）的有源天线设计

微带天线具有低剖面、易于制作的特点,这对移动通信系统设备的小型化是非常有用的。但微带天线的窄带特性难以满足一些实际工程的宽带需求。将微带蜿蜒蛇形天线与有源低噪声放大电路组合起来,设计出了一款小型紧凑的CMMB有源天线,它的尺寸仅为1.5×1.5×3cm左右,10dB回波损耗阻抗带宽覆盖470-800MHz,这表明该天线可以满足CMMB通信系统的需求。     

微带天线带宽及模式特性研究

微带天线具有剖面低、重量轻、易于与平台共形等优点,传统微带天线带宽较窄,目前已有一些方法 来展宽微带天线带宽。然而,设计中发现,展宽微带天线带宽的同时可能会出现高次模,高次模的出现导致天线方 向图的恶化,而目前这方面研究还较少。本文基于线极化微带天线模型,对影响天线带宽的因素和天线高次模出现 的条件进行了分析,得到以下结论:为了增加天线带宽,应选用小介电常数的介质板,同时增加天线和反射板之间的 距离并增加天线宽度;通过对微带天线模式特性进行分析可知,若天线较宽,为了抑制高次模的出现,天线高度h 应 小于0. 15λ0 ,随着天线的变窄,这一限制逐渐变小。     

一种采用平面化共模谐振抑制方法的超宽带阵列天线

设计一种新型的低剖面超宽带阵列,通过分析共模谐振问题成因提出一种平面化馈电平衡方式,在不使用巴伦平衡器的情况下抑制共模谐振,进一步拓宽了天线工作带宽,使其易于与天线平台共形安装,具有很高的实用价值。     

一种用于RFID系统的双频微带天线的设计

针对射频识别系统UHF频段的中国标准840～845 MHz和920～925 MHz,提出一种基于E形天线和共面倒F形天线相结合的设计方案,设计了一款新颖的双频微带天线.通过调整短路针的位置.E形槽的宽度和相对位置实现请振.仿真和调试表明,该天线谐振在850 MHz和920 MHZ下,带宽(VSWR<2)可以覆盖以上两个频段.该天线兼备E彤天线的多谐振特性和倒F型天线的低后瓣特性.此外,天线结构简单、成本低廉,便于调谐.     

一种双层宽频微带天线的设计

提出一种紧凑型双层微带天线,在贴片上开"十"形缝隙来实现天线的双频带,通过加载短路探针和接地板挖槽的方法降低天线的谐振频率,提高带宽和实现小型化。利用电磁仿真软件HFSS 13.0对天线进行了仿真,仿真结果表明,该天线在回波损耗小于-10.0 d B时,天线工作频段为2.38~2.77 GHz,带宽约为390 MHz,天线的相对带宽为15.15%,天线的尺寸相对于普通微带天线降低了65.41%,该天线的带宽有很大的提高,且结构简单易实现,可用于无线通信系统中。     

几种共面波导耦合馈电装置的特性研究

该文研究了4种共面波导耦合缝对单贴片微带天线的谐振频率以及带宽的影响,并利用天线近场分布对其进行解释;分析并比较了几种耦合缝的馈电特性,极大地提高了天线设计的灵活性;运用变频思想对馈电装置进行改进设计出了一阻抗带宽达28.9%的宽频带天线,在3.76～4.80GHz的工作频段内天线增益均大于8dBi,增益带宽达24.2%。     

单馈点宽带圆极化微带天线设计

设计了一种单点馈电的宽带圆极化微带天线。针对微带天线带宽窄的问题,采用双层矩形贴片的层叠结构,通过辐射贴片之间的谐振耦合使天线的频带展宽,得到了良好的效果。在保证天线增益性能的基础上,增加了天线圆极化带宽。采用商用仿真软件HFSS对天线结构尺寸进行了优化设计,仿真结果显示,该天线工作于L波段时,VSWR<2的阻抗带宽达到10%,轴比特性良好,且在整个带宽范围内,天线增益和辐射方向图保持良好的一致性。     

基于超表面的宽带低剖面圆极化天线设计

设计并制备了一种基于超表面的宽带低剖面圆极化天线。该天线由上下两层构成,下层是传统的线极化缝隙微带天线,上层是由方形切角单元构成的超表面。分析了超表面将线极化波转换成圆极化波的工作原理,并对影响天线圆极化带宽的参数进行了优化。仿真结果表明:加载超表面后,不仅使天线辐射圆极化波,还扩展了天线的阻抗带宽,天线相对阻抗带宽达到17%,3 dB轴比带宽达到7.2%。为了验证设计的有效性,加工、测试了天线实物样品,并与仿真结果进行了对比。实测结果与仿真结果吻合较好,说明该天线具备宽带圆极化特性。最终天线整体尺寸仅为0.4λ×0.4λ×0.03λ,天线的剖面较低,非常有利于与载体共形的应用。     

宽带宽角圆极化微带贴片天线设计

提出一种新的宽带宽角圆极化微带天线设计方法 ,在利用 L探针进行近耦合馈电的基础上 ,通过薄介质基片加载 ,使贴片天线的阻抗带宽 ( VSWR≤ 2 )和宽角轴比带宽 ( 4 5°圆锥空域内 AR≤ 3d B)达到 2 0 %以上 ,同时保持了微带天线的固有优点 :剖面低 (厚度小于 0 .1中心频率波长 )。利用该方法设计的试验天线的带宽达到2 1 % ,从而证实了该方法的正确性和实用性     

一种全向共形微带贴片天线阵的设计

设计制作了一款新结构的垂直极化全向微带天线。天线利用分布于立方体侧面上的四个对称性天线单元的单向辐射实现全向辐射,通过单元辐射结构上加载两臂,增加天线的谐振点,展宽设计天线的带宽,对该天线进行了仿真和测试。结果表明,仿真与测试结果基本吻合。设计的天线带宽覆盖了1.7~2.8 GHz,反射系数S11<–10 d B的相对带宽达到49%,在整个频带内实现了全向辐射。天线结构简单且紧凑,易于加工,可用于移动通信领域。     

随机点阵AMC宽带低剖面微带天线设计

针对Ka频段宽带天线的低剖面需求,设计了一种加载随机点阵人工磁导体(artificial magnetic conductor,AMC)地板的微带天线。天线主要由下层2×3新型正六边形随机点阵AMC和上层微带贴片构成。通过遗传算法,对AMC和天线结构进行优化。仿真结果显示微带天线相对带宽达到56.7%,工作频段可完整覆盖Ka频段(26.5～40 GHz)。与采用常规金属地板相比,天线带宽增宽了1.5倍,剖面降低了约31%。该天线物理尺寸较小,不易加工和测试,因此将天线等比例扩大10倍进行加工制作,并进行了S参数测试,与仿真结果吻合良好。     

一种新型小型化微带天线的分析与设计

针对传统微带天线低频端尺寸较大的缺点,设计了一种新型微带天线结构,即通过采用在传统微带天线贴片下方挖出凹槽,将辐射板放入凹槽中的办法,设计了一副小型化微带天线。与普通微带天线相比,新型天线谐振频率降低了870MHz,阻抗带宽从原来的170MHz增至560MHz,且天线在整个工作频段内具有良好辐射特性,从而验证了该设计方案的正确性。     

基于PDMS的柔性可穿戴微带天线北大核心

提出了一种新型柔性微带天线,具有结构简单、质量轻、易共形和可穿戴的功能,且易于与衣物集成。该天线是以柔性材料聚二甲基硅氧烷（PDMS）为介质基底,以金属镍为辐射贴片,将镍覆于介质基底两侧,设计了E形辐射贴片和矩形金属地,并基于微机电系统（MEMS）加工工艺进行加工制造,经测试取得了良好的效果。仿真结果表明,该天线的谐振频率为13.5 GHz,带宽为2.0 GHz。在平放和弯曲的状态下分别进行了测试,测得的谐振频率为12.8 GHz,带宽为1.2 GHz,谐振频率的测试结果变化范围较小,测试结果良好,说明该柔性天线可实现弯曲的性能且谐振频率和带宽比较稳定。该天线的仿真和测试结果都体现出良好的阻抗匹配性和稳定的辐射方向性,为天线与电子设备的集成化提供了参考。     

基于新型复合左右手传输线的零阶谐振天线

通过在共面波导上引入周期排列的缝隙和二阶Hilbert分形接地曲线,实现了一种新型复合左右手传输线。在等效电路模型的基础上,利用HFSS和Serenade软件对该传输线的电路参数进行了拟合。拟合出的电路参数表明:该传输线可以用于设计具有较宽带宽的小型化零阶谐振天线。作为验证,设计并制作了一个两单元零阶谐振天线。实验结果表明:该天线比之前报道的复合左右手零阶谐振天线具有更小的电尺寸和更宽的工作带宽。基于这些优点,该天线可以用于现代通信系统中。