一款小型化2.45 GHz整流天线的设计

为解决整流天线设计复杂、整流效率较低的问题,提出一种新型S波段微波整流天线,利用空气层拓展贴片天线的带宽,将整流电路集成到天线的空气层内,减小了整流天线的尺寸,并研究了天线和整流二极管阻抗匹配的关系。基于该结构,设计了2.45 GHz微波贴片整流天线,采用F4B介质板进行加工,整流天线的横截面为70 mm×70 mm。经实验测量,该新型微波整流天线在天线接收功率为20 dBm时,整流效率达到72.4%。该新型整流天线相比传统整流天线具有尺寸小、高射频-直流转换效率的特点,证明了设计的有效性。     

一种新颖的5.8GHz微带贴片整流天线

微带贴片整流天线质量小,接收面积大,非常适合微波飞机、高空平台等微波输电中对天线质量要求严格的场合.文中借助IE3D V10.0、ADS 2003C等仿真软件对整流天线的参数进行优化,设计了一种新颖的5.8GHz微带贴片整流天线.试验结果表明,该整流天线系统的整流效率达78.2%,从而验证了该结构设计的可行性.     

一种小型化高效微波整流天线的设计

目的为远距离设备供电以及低功率电子设备的能量补给等诸多领域设计一种工作于2.45GHz的小型化高效微波整流天线。方法将整流天线设计的基本原理和三维电磁仿真软件结合,重点仿真设计加入缺陷地结构的微带贴片天线和椭圆函数型输入低通滤波器,从而提高整流天线的整体性能。结果完成了该设计,并达到了既定的设计要求。结论由于采用了性能更优良的椭圆函数型低通滤波器,新设计的整流天线系统有效提高了微波能量转换效率,与此同时降低了整流天线的整体尺寸。     

一种C波段基于发卡结构的低耦合贴片天线

在收发天线对中,收发天线单元间的距离越近,单元间的耦合越强。为了抑制近距离放置的2个微带贴片天线单元间的互耦,提出一种占用很小平面空间的对称发卡结构,通过引入新的耦合路径进行天线耦合补偿。基于该结构,设计加工了工作频率在5.8 GHz的微带贴片天线对,尺寸为30 mm×50 mm×1 mm。天线单元边缘间距为0.03λ_0。实验测量结果表明,采用该结构能够使天线对在5.8 GHz实现42 dB隔离度,|S_(11)|-10 dB带宽为1.21%,带宽内隔离度大于40 dB,证明了该设计的有效性。     

2.45 GHz紧凑型微带整流天线阵列

为了提升整流天线的微波功率容量与直流输出功率,本文提出了一款基于肖特基二极管的紧凑型微带整流天线阵列,工作频率为2.45 GHz,采用HSMS-2700肖特基二极管作为整流器件,并采用倍压电路提升功率容量与直流输出功率。在输入微波功率2 W时,单支整流电路的最大输出直流功率为0.93 W。将整流电路集成到贴片天线后,形成整流天线阵列。结果表明,天线阵列最大可输出14.03 W的直流功率,尺寸为217 mm×275 mm×2 mm。整流天线阵列结构紧凑,输出直流达到了117.6 mW/cm~3。     

一种用于微波无线能量传输的S波段圆极化整流天线设计

在针对移动目标的微波输能(wireless power transmission,WPT)系统中,适应移动目标方位变化是急需解决的问题。圆极化微波整流天线可以减小或避免极化失配对微波输能效率的影响。本文提出了一款新型共面带线(coplanar stripline,CPS)结构的高效微波整流电路,与一对金属交叉偶极子直接连接,组成S波段圆极化整流天线。该整流天线结构紧凑,避免了同轴和微带结构,提高接收整流效率。实验结果表明:在2.45 GHz,圆极化天线|S11|为-13 dB,轴比为1.76 dB,半功率波瓣宽度为85.6°;整流电路在输入功率为16.3 dBm和负载250Ω时,效率达到了71.6%。该整流天线具有低成本、圆极化、易组阵等优点,在移动目标WPT领域具有应用潜力。     

新型电阻加载微带贴片天线

对电阻加载微带贴片无线进行了理论分析．并采用了矩量法和有限差分时域法进行了仿真计算，然后进行了试验测试，从这三个方面均可以看出电阻加载方法虽然能够提高微带贴片天线的带宽，但也同时使得天线的效率有较大的降低为此提出一种新型结构的电阻加载微带贴片天线．并对该天线模型进行了分析和试验测试．结果表明：这种新型结构微带天线可以通过调整加载电阻大小和位置来控制天线的效率和带宽，使天线的效率和带宽能相互兼顾以满足在实际工程中的需要。     

基于E型贴片微带结构的无线电视发射天线

为减小传统电视发射天线的体积,提出将微带结构天线应用于电视发射系统的方法,设计一种基于E型贴片叠层的微带天线.通过采用叠层结构、E型贴片、馈电探针加装金属垫圈、空气填充和7/16射频同轴连接器,实现了微带结构的电视发射天线.为验证方法的有效性,加工了一款微带结构的UHF频段电视发射天线.测试结果表明:天线驻波比小于1.15(|S11|≤-23 d B)的相对阻抗带宽达到18.2%(频率范围544 MHz~653 MHz);中心频率处天线增益为9.23 d Bi;在1000W发射功率下,天线能够可靠工作.设计的微带结构电视发射天线尺寸显著减小,简化了天线结构和调试过程,从而节约了天线的制作成本.     

一种915 MHz低功率微波高效微带整流电路研究

设计实现了一种基于微带结构的微波整流电路,研究了在不同输入功率下的微波整流效率.该整流电路采用肖特基二极管的倍压式整流电路设计,针对输入微波功率的大动态范围进行了优化设计.通过软件仿真和加工实测,表明在0 dBm至20 dBm的微波输入功率下,该整流电路均可获得不低于50%的直流转换效率.在17 dBm的微波输入功率下,整流电路效率达到了78.8%.     

一种新型高效能量收集三频整流天线

提出了一种应用于能量收集的新型三频微带整流天线,该接收天线为一种新型高增益三频贴片天线.首先,在贴片两侧刻蚀U字形槽,延长表面电流路径,使天线谐振频点向低频偏移,从而使天线小型化;其次,在矩形贴片刻蚀H型槽和倒U型槽,改变天线上的电流分布来产生2个新的谐振点;最后,合理调节H型槽和倒U型槽的长度,灵活改变天线的谐振频率.整流电路由阻抗匹配网络、整流二极管、直通滤波器和负载组成.Π型和T型二级阻抗匹配网络,用于接收天线和整流二极管输入阻抗的匹配;四分之一波长微带线和滤波电容组成的直通滤波器,用于抑制二极管非线性产生的高次谐波,以避免能量的损失.将接收天线和整流电路集成为整流天线,实验结果表明,在接收功率为3 dBm左右时,整流天线在3个频点2.06、3.43和5.25 GHz处的最大整流效率为54.1%、43.9%和39.9%,可用于物联网中的低功耗电子设备供电.     

小型化双频段GPS微带天线

为了满足GPS定位准确性和可靠性的需要,要求天线在GPS两个频率上实现圆极化.该文介绍一种通过单个探针馈电的双层正方形切角的微带贴片天线.此天线采用不同介电常数的微波陶瓷基片,与常规的双频圆极化天线相比,其尺寸减小了且没有在两层贴片间引入空气层,结构紧凑,便于加工.文中给出了天线的详细设计及实验结果,并进行了讨论.实测结果证明了该设计的有效性.     

介质埋藏贴片对称振子天线

为研究新型介质埋藏八木天线提供实验和理论基础,运用微带线技术、天线原理和微带贴片天线理论,研究出了一种介质埋藏式贴片对称振子天线的结构形式. 该结构形式是在变形的微带线正面,无缝隙覆盖一层与基片相同的介质而形成的,它将天线的金属部分完全埋藏于介质中,除了具有与微带振子天线性能相似的特点外,还明显地缩短了天线的长度. 数值仿真决定了其结构,得出了其性能参数,并进行实物天线的实验测试. 测试结果证明了此种结构的合理性.     

微波无线输能技术研究进展与系统设计

微波无线输能(microwave wireless power transmission, MPT)技术应用于不易获取直流电能的场合, 是研制太阳能卫星、近空间飞行器的关键技术, 也可应用于无线传感器网络节点供能及环境低微微波能量的回收. 比较了微带线型和共面带状线型2种典型整流天线的单元和阵列性能, 提出了对接收天线和整流电路的要求; 以获得最大微波波束捕获效率为目标, 分析了发射天线拓扑结构及高斯削尖口径电平分布. 在研究以上关键技术的基础上设计了一套C波段微波输能系统, 该系统从发射端到接收端的直流-直流效率为35%. 最后指出了微波无线输能技术存在的问题和未来发展方向.     

背射式微带贴片天线设计

介绍了一种采用微带贴片天线作为馈源的新式天线。从理论上阐述了微带贴片天线、背射天线的工作原理并详细介绍了天线的具体设计过程。通过实验,测试了天线的性能参数。使用微波信号发生器、HP8593频谱分析仪以及天馈仪实测了天线的输入阻抗、方向图、方向性系数和输入驻波比。用比较法获得天线增益。结果表明,该天线增益高、频带宽、方向性好、主瓣对称、抗干扰性能强。     

矩形微带贴片天线的多端口网络模型的简化研究

提出了一个便于计算的微带贴片天线的简化多端口网络模型,应用该模型和二维平面电路的分析方法,分析了一侧馈矩形微带贴片天线的输入阻抗,所得结果与文献的计算结果和实验结果吻合良好。     

基于多层板过孔互连结构的小型化微波整流电路设计

设计了一种新颖的基于多层结构的微波整流电路,在该电路中使用过孔连接多层板的各导体层.在此基础上,加工了基于HSMS-282C肖特基二极管的S波段多层整流电路,其微波到直流转换效率达到73%.与传统的微带整流电路相比,多层整流电路与其转换效率相近且能极大地减小电路物理尺寸.实验结果表明,本文采用的多层整流电路能够在不牺牲整流效率的前提下,实现小型化的目标,从而满足微波无线输能系统的大规模集成及小型化需求.     

一种基于子阵分解的高效整流天线阵列

针对微波无线能量传输系统中接收端功率密度非均匀分布,提出了一种高效的子阵分解微波整流天线。通过研究接收天线阵列功率密度分布规律,设计了针对不同最佳功率点的整流电路。在微波整流电路功率动态范围有限的情况下,采用子阵分解微波整流天线设计,可以拓展微波整流功率范围,提高系统效率。实验结果表明,针对微波输出功率从-5~22 dBm的类高斯分布接收阵列天线,采用最佳工作点为21、17和10 dBm的3种微波整流电路,通过基于子阵分解进行优化排布,使整流天线的整体效率提高10%以上。     

一种新型5GHz频段4个单元MIMO天线系统的设计

设计了一种新型4个单元的MIMO天线,服从802.11ac无线局域网(WLAN)的通信标准,即5G WiFi。天线工作在5GHz频带。天线由4个微带贴片天线组成,每个贴片单元下嵌入了一个圆柱体形状的空腔,整个系统的尺寸为100×50×0.8mm3。从仿真结果来看,所设计天线最小带宽达到260MHz,天线单元间的隔离度最小为31.8dB,最大增益为1.42dB。天线用于工作在5GHz频段的手持和其他小型无线通信设备中。     

用于无线路由器的宽频微带贴片天线

本文设计了一种新型印刷紧凑的宽频微带贴片天线,终端尺寸为54×30mm2,可作为无线路由器内置天线。在2.25～2.93GHz范围内回波损耗小于-14.08dB,驻波比〈1.5dB,达到了宽频微带天线的要求。     

短路针加载小型微带贴片天线的优化设计

短路针加载微带贴片天线结构复杂，特性受多种因素影响，且不易实验调试，因此设计这种天线非常困难．为了解决这一问题，提出了短路针加载微带贴片天线的优化设计方法．该优化设计方法共分两步进行，首先，对天线的频率特性进行优化，然后在此基础上对天线的阻抗特性进行优化．利用该法，对工作于移动通信频段的短路针加载矩形贴片天线进行了具体设计，设计结果表明，利用该法进行设计，不仅可以得到同时满足频率特性和阻抗特性的设汁结果，而且设计的收敛性也大大提高．