基于超表面的极化可重构天线设计

设计了一种应用于WiMAX频段的极化可重构天线。天线由交叠放置的两个方环构成的“8”字形超表面和缝隙天线两部分组成，通过机械旋转超表面实现了线极化（LP）、左旋圆极化（LHCP）以及右旋圆极化（RHCP）三种状态的转换。仿真和测量结果表明，该天线实现了线极化和圆极化之间的转换，圆极化状态下的-10 dB相对阻抗带宽为35.4%(2.84 GHz～4.06 GHz),3 dB轴比带宽为10.2%(3.34 GHz～3.7 GHz)；线极化状态下-10 dB阻抗带宽为37.4%(2.74 GHz～4 GHz)。天线具有较好的辐射特性，工作频段内增益均高于6 dBi。     

一种耦合馈电的双频圆极化缝隙天线的设计

设计了一种结构简单的双频圆极化微带缝隙天线.该天线采用微带线耦合馈电,通过4条长短不等的正交缝隙臂和正方形环状缝隙实现了双频圆极化.仿真与测试结果表明:该天线在1.220~1.539 GHz和2.740~3.047 GHz两个频段实现了良好的阻抗匹配,在1.415~1.505 GHz和2.825~2.890 GHz分别实现了圆极化性能,且最大增益均大于3 dBi.该天线具有较宽的工作带宽及良好的辐射特性,其中低频段为右旋圆极化(RHCP),高频段为左旋圆极化(LHCP).天线性能良好且结构简单,实际测量结果与仿真结果吻合一致.     

超表面的极化可重构天线

设计了一种基于超表面的极化可重构天线,该天线由缝隙微带天线及上层超表面组成。通过旋转改变超表面与缝隙微带天线相对位置,能够实现线极化、右旋圆极化、左旋圆极化等不同的极化工作方式。该天线在圆极化状态时,相对阻抗带宽达到32%,右旋和左旋圆极化时3dB轴比带宽均可达到14%;线极化状态时,相对阻抗带宽均可达到10%以上。为了验证仿真结果的有效性进行了天线实物的加工和测试,实测结果与仿真结果吻合较好,进一步验证了该天线具有良好极化可重构特性。     

一种应用于WLAN/WiMAX的双频天线

文中设计了一种应用于WLAN和WiMAX的双频微带天线,天线采用共面波导馈电,由2个伞形偶极子贴片产生2个带宽,该天线印刷在尺寸为20 mm×30 mm×1.6 mm、介电常数为2.65的聚四氟乙烯介质基板上.利用高频结构仿真软件HFSS对所设计的天线进行仿真和分析,通过对影响天线性能的关键参数进行研究和分析,并对该天线进行优化,得出该天线的具体尺寸.仿真和实验结果表明,该天线的-10 dB的阻抗带宽分别为1 700 MHz（2.3~4 GHz）和1 000 MHz（5~6 GHz）,能够满足WLAN（2.4~2.484 GHz/5.15~5.35 GHz/5.725~5.825 GHz）和WiMAX（2.5~2.69 GHz/3.4~3.69 GHz/5.25~5.850 GHz）的通信需求以及低端UWB通信需求.该天线结构简单,体积小,在工作带宽内有很好的全向辐射特性和较高的增益.     

基于圆环缝隙结构的圆极化可重构微带天线设计

通过对圆环缝隙结构的圆极化天线的理论分析,提出在微带天线接地板上添加十字形槽以拓展天线带宽的方法,并设计出左、右旋圆极化可重构微带天线.实际制作了工作频率为5 GHz的右旋圆极化可重构天线,将仿真和实际测量结果进行比较得出,添加十字形槽的圆极化可重构天线的阻抗带宽为4.45～5.50 GHz.在4.75～5.45 GHz范围内,实测天线相对轴比带宽为14%.这种方法能在不显著增加天线体积的情况下,将天线带宽增加1倍.     

一种用于产生OAM波束的集成圆极化天线阵列

提出了一种在S波段内产生轨道角动量(OAM)波束的集成圆极化微带天线阵列.天线采用同轴馈电的方式.为了获得良好的圆极化特性,利用CST软件对天线结构参数进行了仿真优化分析,最终确定天线整体尺寸为0.416λ_0×0.416λ_0×0.026λ_0,3-dB轴比带宽为3.79～3.85 GHz,S_(11)-10 dB的工作带宽为3.74～3.96 GHz.该天线结构简单紧凑,易于实现.天线阵列由6个相同的圆极化天线组成,相邻阵列单元沿顺时针方向旋转60°,通过仿真和实验结果得知,在对阵元进行等幅、等相位的馈电的条件下,该天线阵列能够产生模态l=-1的OAM波束,这能够有效避免复杂馈电网络结构的设计.     

一种适用于WLAN和WiMAX的三频圆极化开缝天线

在WLAN和WiMAX等无线通信系统中,天线需要多频化、宽带化、圆极化等特性。因此本文设计了一款共面波导馈电的三频圆极化开缝天线。天线由C形金属贴片和带有似勺状枝节的非对称开槽接地板组成。该天线通过添加似勺状枝节来扩展轴比带宽,并实现三频圆极化特性。在3个轴比带宽内,天线在主轴方向上均辐射右旋圆极化波。测得该天线的阻抗带宽(S_(11)-10 dB)分别为2.22～4.21 GHz、4.84～6.00 GHz。3 dB轴比带宽分别为2.17～2.47 GHz、3.46～3.76 GHz、4.17～6.00 GHz。在3个轴比带宽内增益分别为1.5～2.5 dBi、2.8～3.0 dBi和4.5～5.3 dBi。设计天线结构简单、易加工、性能良好,可用于相关频段的现代无线通信系统中。     

一种小型化树杈形缝隙Vivaldi天线的设计

设计了一种3.4~7.6 GHz频段的超宽带高增益低交叉极化的小型化Vivaldi天线。该天线是在传统Vivaldi天线基础上引入树杈形缝隙结构设计而成的新型Vivaldi天线。通过在辐射片引入树杈形开缝结构,改善了天线表面的电流,使其汇聚于缝隙附近,从而提高天线的辐射性能,改善天线的阻抗匹配特性,展宽天线带宽。仿真结果表明该小型天线在3.4~7.6GHz的频率范围内驻波比小于2,以5.4 GHz为中心频点的有效带宽达到4 GHz,在中心频点5.4 GHz增益为6.2 d B且交叉极化低于-20 d B。天线的尺寸仅为30 mm×30 mm。在此基础上加工并制作了天线样件,实测结果和仿真吻合良好,可以应用于无线通信系统中。     

一种双频微带天线的分析与设计

对平行双缝微带天线进行了理论分析,设计了一种平行双缝的双频微带天线,并利用仿真软件HFSS 10.0对天线的特性进行了仿真验证.结果表明,在天线驻波比VSWR≤2.0时,该天线工作的频段分别为1.77～2.17GHz和2.71～2.94 GHz.且天线的相对带宽分别达到20.31%和8.12%,天线的整体辐射性能良好,且结构简单易于实现.所设计的天线可以作为双频宽带天线,用于无线通信系统中.     

基于PDMS材料的柔性双频天线的研究

设计了一款应用于可穿戴设备和柔性电子设备中的双频柔性天线.该天线采用了PDMS(Polydimethylsiloxane,聚二甲硅氧烷)柔性材料作为介质基板,具备可弯曲特性.引入H形辐射贴片,使天线具备双频特性.贴片底部的梯形结构设计,拓宽了工作带宽并降低了带宽内回波损耗.天线以铜作为辐射贴片和接地板材料,天线的整体尺寸为24 mm×38 mm×2 mm.利用仿真软件HFSS(High Frequency Structure Simulator,高频结构仿真)对天线进行仿真和参数优化,结果表明:天线在2.32-2.5 GHz和3.2-4.8 GHz两个频段具有低于-10 dB的回波损耗,覆盖了WLAN网路A波段(2.4-2.483 5 GHz)和卫星通信网络C波段(3.7-4.2 GHz);在一定弯曲范围内,天线可保持正常工作特性.     

用馈电校正优化设计双馈点圆极化微带天线

该文提出用馈电校正的方法来改善圆极化天线的轴比性能.通过增加附加并联枝节改变双馈电点处信号幅度和相位的相对分布,抵消高次模辐射和馈电网络寄生辐射的影响,将高次模辐射和寄生辐射都考虑在内,来实现馈电校正.在X波段采用全波一体化优化方法设计出双馈点宽带圆极化微带天线.该文给出了仿真结果及实测数据.获得的实测结果为:中心频率为10GHz,电压驻波比小于2的带宽为33.85%,圆极化轴比小于3dB的带宽为22.4%.与校正前的结果相比,轴比带宽从16.2%提高到22.4%.     

一种应用于WLAN/WIMAX的三频微带天线

文章设计了一个应用于WLAN(Wireless Local Area Networks)和WIMAX(Worldwide interoperability for Microwave Access)领域的具有三频带特性的微带天线.天线利用多分支形式来实现多频带特性,其结构包括印刷在介质板正面的一半圆形贴片、矩形环及一个领结形单元,在介质板背面的接地板采用非均匀结构,并在接地板上沿增加了矩形贴片用于改善阻抗匹配.通过仿真设计表明该天线在三个设计频段内达到理想的带宽并具有较好的全向辐射特性,分别在2.4GHz的频段带宽达到9%(2.39GHz-2.6GHz),在3.5GHz的频段达到10%(3.29GHz-3.64GHz),在5.8GHz频段达到8%(5.75GHz-6.03GHz),且天线各频段性能可独立控制.天线具有较小的结构尺寸为31mm×18mm×1.6mm.最后,对天线进行了加工并测试,测试结果与仿真结果吻合良好.     

60 GHz低损耗宽带的超表面天线阵列

研究一种基于超表面的60 GHz 1×2宽带天线阵列.为降低传输损耗,天线阵列由间隙波导功分器馈电,间隙波导传输线两侧放置电磁带隙结构,能量通过缝隙与顶层超表面耦合,从而向空间辐射.天线阵列安装在Rogers 4350b介质基板上,由超表面辐射器引入的准TM₃₀谐振模式与缝隙辐射单元的本征模式结合,从而拓展天线带宽,改善天线增益.研究结果表明:天线阵列-10 dB |S₁₁| 带宽仿真结果为49.3~65.0 GHz,实测结果为48.5~64.8 GHz,覆盖57.0~64.0 GHz范围的无授权毫米波通信频段;在匹配带宽内,天线的最大增益为11.8 dB,3 dB增益带宽为15%.     

多频段MIMO手机陶瓷天线设计

多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)技术在手机天线设计中,经常遇到辐射单元尺寸过大、电磁兼容、天线辐射全向性和天线辐射效率等问题,本文提出一种多频段MIMO陶瓷天线的结构来研究和解决上述问题。其中,陶瓷结构的介电常数为6.45,并附在金属贴片结构上作为辐射单元。所采用新型的陶瓷材料将为天线提供更宽的带宽,并且减小天线辐射单元设计的尺寸,其辐射单元的尺寸为32.5 mm×17 mm×2.8 mm。实际测量天线带宽为0.89～0.97 GHz和1.71～2.20 GHz,实现了双频段移动通信并且覆盖了GSM900、DCS1800、PCS1900和LTE1900等频段。该天线具有良好的全向辐射特性,适合手机天线的应用,同时该MIMO天线的耦合隔离度较低。实测天线效率在0.89～0.97 GHz频段为21.3%～28.3%,在1.71～2.20 GHz频段为24.3%～35.2%,基本满足手机天线应用设计的需求。新设计的MIMO天线在未来全屏手机使用上将有广泛的应用前景。     

新型紧凑的宽频带圆极化问号形天线

文章设计了一款新型紧凑的宽频带圆极化问号形天线。此天线由问号形(?-shaped)贴片和刻蚀扇形凹槽的矩形接地板以及介质基板组成。通过在接地板刻蚀扇形凹槽,有效地扩展了天线的阻抗带宽和轴比带宽。此天线印刷在介电常数为4.4的FR4介质板上,尺寸为28mm×26mm×1.6mm。天线的阻抗带宽达到了60.79%(3.95～7.4GHz),轴比带宽达到了34.67%(4.65～6.6GHz),覆盖了5.8GHz的ISM频带。     

一种圆极化微带阵列天线设计

设计了一种新型U型开缝圆极化微带天线,天线分为辐射贴片层、缝隙层、反射板。通过等幅度90°相位差的功分器馈电方式,有效的增加了天线的轴比带宽,首先给出了天线单元的轴比、驻波、方向图仿真结果,然后对4×16阵列进行了加工测试,结果显示轴比AR3dB的带宽为24.5%,驻波小于2的带宽为27%,带宽内(4.3GHz～5.5GHz)增益大于19.6dB。     

一种双频微带天线的分析与设计

对平行双缝微带天线进行了理论分析,设计了一种平行双缝的双频微带天线,并利用仿真软件HFSS 10.0对天线的特性进行了仿真验证。结果表明,在天线驻波比VSWR≤2.0时,该天线工作的频段分别为1.77～2.17 GHz和2.71～2.94 GHz,且天线的相对带宽分别达到20.31%和8.12%,天线的整体辐射性能良好,且结构简单易于实现。所设计的天线可以作为双频宽带天线,用于无线通信系统中     

具有带阻特性的可穿戴超宽带单极子天线的研究

为降低窄带信号对超宽带的干扰,对具有带阻特性的超宽带天线进行了研究,提出了一种对WiMAX频段具有带阻特性的超宽带单极子天线.该天线采用了聚四氟乙烯玻璃纤维柔性材料作为介质基板,以铜作为辐射贴片和接地板材料,通过在天线的辐射贴片上刻蚀出开口谐振环,使得天线在3.25-3.9 GHz频段出现阻带,有效抑制了WiMAX无线通信(工作频段为3.3-3.7 GHz)窄带信号对超宽带的干扰.天线的整体尺寸为32 mm×40 mm×0.8 mm.仿真分析结果表明,天线带宽为2.7-12.3 GHz,阻带为3.25-3.9 GHz,实现了辐射方向图H面的全向特性和E面稳定性.通过建立人体组织模型,改变天线与人体的距离对天线工作特性进行对比分析,验证了可穿戴天线的可行性.     

具有陷波特性的小型超宽带天线的设计

设计了一种具有陷波特性的共面波导馈电超宽带天线.天线大小为（25mm×26mm×0.64mm）,利用仿真软件CST对其进行了仿真,对天线的阻抗特性、方向图和增益进行了研究.结果显示,该天线在3.1GHz到大于20GHz的频带范围内VSWR〈2,其中在5.1～6.2GHz间具有陷波特性.该天线在整个工作频段内有良好的辐射方向特性.     

应用于 C波段的宽带圆极化微带天线设计

圆极化天线具有可接收任意极化电磁波的优点而被广泛使用,为满足通信需求,宽带圆极化天线应运而生。通过对矩形贴片天线进行结构调整得到一种新型宽带圆极化天线,使用电磁仿真软件CST对此天线进行全波时域仿真分析。仿真结果表明,该天线工作频段为3．8～8．1 GHz,在通带内轴比参数AR＜3的带宽为4～8 GHz,有效地拓宽了带宽。