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.     

印刷型多频缝隙天线的设计与实现

设计了一种可以同时工作在四个频带的印刷型缝隙天线,该天线是在三角形辐射单元的基础上加载水平缝隙得到的。馈电结构为共面波导形式。采用电磁仿真软件CST Microwave StudioR○软件分析了天线的表面电流,并得到了缝隙结构参数对天线通频带的影响。设计了一个可以工作于四个频段(1.8/2.4/3.5/5.2 GHz)的多频天线,制作了天线样机并在微波暗室内进行测试。仿真与实验结果表明,该型天线能够工作在4个频段,天线在工作频带内具有H面的全向辐射特性.该天线的尺寸仅为44 mm×48 mm,且为单面印刷形式,具有小型化、低层本和易于加工的特点,可以广泛应用于移动通信系统的无线终端。     

一种新型微带馈电的Ku波段八边形波导喇叭天线的设计

针对卫星地面通信系统采用的抛物面天线体积大、和机动灵活性差的缺点,以及微带阵列天线增益小、损耗大的缺点,提出了一种新型波导喇叭天线,辐射层为中心开八边形孔的理想导体,馈电层采用双层正交微带馈电来实现双极化,单元天线尺寸仅有21 mm×21 mm×2.2 mm,设计了一分四的等分馈电网络,并组成2×2的波导喇叭天线阵列。利用HFSS仿真软件得到2×2阵列增益达到15 dB,利用矢量网络分析仪测得阵列天线增益为14.5 dB。该天线结构简单,体积较小,增益高,组成大型阵列之后能够代替传统的抛物面天线,作为卫星地面通信系统天线。     

一种用于WLAN的双频紧凑型天线

本文提出了一种紧凑型微带线馈电的适用于无限局域网(WLAN)的双频天线,并获得了5.2GHz和5.8GHz的工作频点.该天线印刷在单层,介电常数为2.65的介质板上;天线尺寸为15mm×12mm×1mm.该天线由印制在介质板正面的倒置"土"字型贴片和背面开缝切角贴片组成.仿真和测试结果表明,该天线具有较好的双频工作特点,其阻抗带宽分别为210MHz(5.17～5.38GHz)和318MHz(5.68～6.02GHz).该天线在双频工作点上的最大增益为别为1.75dBi和2.32dBi,且具有较好的全向辐射特性.     

超宽带脉冲辐射天线的馈源设计与优化

为获得良好的超宽带特性和高增益特性,对脉冲辐射天线的馈源进行设计与优化.以梭形馈电臂结构为基础,通过电磁仿真着重研究了馈电臂边界形状和馈电臂间夹角对天线性能的影响,获得了各参数对天线性能的影响趋势及天线结构参数的最优值.对天线的实测结果表明,此脉冲辐射天线具有非常宽的阻抗带宽,其反射损耗低于-10,dB的频率范围达到0.97～18.8 GHz,同时天线具有较高的增益,在2～14 GHz范围内增益值为15.4～30.1 dB,测量结果与仿真分析吻合良好.该天线可以广泛地应用于超宽带通信、脉冲雷达等领域,具有非常广阔的应用前景.     

一种对踵型Vivaldi超宽带天线设计

为了提高传统Vivaldi天线低频段的前向辐射增益,设计了一种尺寸为96 mm×50 mm×1.5 mm的对踵型Vivaldi超宽带天线.该天线通过在其底层增加了一个矩形地板,并将其介质基板在x和y轴上分别向外进行一定延伸来提高辐射特性.最后,利用仿真和实测相结合的方法进一步验证了设计的可靠性.结果表明,该天线的最高增益超过8 dB,具有良好的阻抗匹配特性,而且在3～12 GHz的频带范围内方向图特性良好,可以实现超宽带传输.     

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.     

小型渐变微波带线馈电平面超宽带天线

为有效地对共面波导馈电超宽带(UWB)天线进行小型化,提出了一种新型的小型渐变微波带线馈电平面UWB天线,其尺寸只有11 × 22.6 mm2,天线的小型化过程是利用了锥形的馈带、渐变缝隙结构和对传统共面波导天线直接切半的思路相结合,不仅大大减少了天线的尺寸,并且提高升了天线的频带阻抗特性.测量结果证明,天线阻抗带宽为2.33 到16 GHz,同时,该天线在3.1-11.6 GHz的频段内,具有良好的全向辐射特,测量结果与仿真结果吻合良好.该天线的尺寸小于USB A型公口的宽度,远远小于目前大部分UWB天线,可容易的集成到USB无线通信设备里面,有着广泛的应用前景.     

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。     

近场聚焦平面阵列天线设计与测量

为了研制出可以应用在微波热疗领域的聚焦天线,基于电磁聚焦理论,设计制作了一个工作频率为2.45 GHz的4×4近场聚焦平面微带阵列天线。通过计算得出每个辐射单元需要的相位,再调整馈电点到每个辐射单元的距离,来控制每个辐射单元所得到的相位。辐射单元的电场在给定点处同相叠加,实现近场聚焦。仿真和测试结果表明:设计的聚焦天线在聚焦点处的电场能量最大,两边呈下降趋势,在聚焦点处是直径124 mm的圆形光斑,聚焦深度为62 cm。     

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.     

三角环嵌套型双极印刷多频天线的仿真与实验

提出了一种多个三角环嵌套结构的多频天线模型及其应用实例。天线为双极印刷电路结构,每极由四个三角环单元嵌套而成,采用平衡微带线馈电,整个天线印制在介质材料的两侧。采用电磁仿真软件CST Microwave Studio?软件进行仿真分析,得到了三角环的结构参数与输入反射损耗之间的规律。设计了一个可以工作于四个频段（2.4/3.5/5.2/5.8GHz）的多频天线,制作了天线的实物并在微波暗室内进行测试,仿真与实验结果表明,该型天线能工作于4个频段,在每个频段内都具有H面全向特性,且天线尺寸仅为30mm?0mm,仅相当于工作于相同最低频段的对称振子长度的51%,具有小型化的效果,可以广泛应用于WLAN和WiMAX领域。     

基于超表面的反射阵天线设计

提出了一种基于超表面的Ku波段高增益反射阵天线.设计了一种"灯笼折线型"结构结合开口方环结构的超表面单元形式,单元大小为0.3λ₀.通过仿真软件进行优化分析,该单元可以实现520°的相移范围且具有良好的相移特性,应用该单元进行了Ku波段高增益反射阵天线的设计,设计了阵面口径大小为160.8 mm×160.8 mm （7.2λ₀×7.2λ₀）的反射阵天线,采用角锥喇叭进行馈电,该反射阵天线获得了较高的增益以及口径效率.同时在卫星通信的上行链路频段14.0~14.5 GHz以及下行链路频段12.25~12.75 GHz范围内具有较好的性能.对该反射阵列进行了加工测试,测试结果与仿真结果较为吻合,从而验证了该反射阵天线设计的有效性.      

应用于无芯片电子标签的双频天线

由于无芯片电子标签是以声表面波技术进行通信,为使天线与叉指换能器便于集成一体,且具有高增益?覆盖2个免申请频段,设计了一款小型化印刷偶极子天线?通过在介质板双面印刷两对偶极子臂,并调节各自的电长度使其分别对应2个谐振点;采用指数渐变巴伦馈电来减小回波损耗,并在模拟地板上开2条对称缝隙来提高增益?实验结果表明,天线完全覆盖5.8GHz与2.45GHz2个免申请频段;渐变巴伦馈电方式最高可以降低回波损耗24.5dB,地板开缝结构可以提高方向图增益至少24.1%;天线的尺寸为32mm×19mm?最终实现了小型化?高增益?双频段的设计目的?     

低频补偿超宽带TEM喇叭天线的研究与设计

设计和仿真了一种组合式的超宽带TEM喇叭天线。通过采用指数渐变的TEM喇叭天线与矩形框的组合形式,扩展了天线的低频截止频率。同时,为了提高高频端天线的增益,对天线口面做圆弧过渡。使用电磁仿真软件CST Microwave Studio进行建模与仿真分析。根据仿真结果制作了天线,在微波暗室内进行测试。结果表明,天线在0.78~20 GHz的频带内反射损耗小于2.5,比带宽达到了25.6∶1,在整个工作频段内平均增益为10 dBi,达到了预期的设计目的。     

银杏叶状仿生天线的构想与设计

文章运用仿生学的一些原理和知识,设计了一种基于圆形贴片的小型化宽带印刷微带天线,天线由基板、贴片、接地板三部分组成,贴片部分模仿银杏树叶的形状。介绍了微带贴片天线的工作原理以及描述天线性能的一些参数,对各种实施方案作出分析,通过HFSS9.2建模,对天线的各类参数进行了细致的调节,研究了天线各部分尺寸参数变化对其性能的影响。通过仿真过程,结果表明:天线只能在2-3GHz左右的频带范围内满足驻波比小于2以及方向性比较好的要求;但在更高的频率范围内的仿真结果却不尽人意;比对分析后选定了最佳的参数,制作出的实物也证明了此种仿生天线的设计是可行的。这种设计在一定程度上改善了天线的性能。研究表明,利用仿生学的知识解决天线设计中遇到的问题是可行的,仿生类天线今后或许可以成为一个有很大发展空间的研究领域。     

加载电阻和开不等矩形槽的Vivaldi天线

本文提出了一种新型的指数型渐变槽线天线(即Vivaldi天线或ETSA,Exponential Tapered Slot Antenna)。在传统Vivaldi天线的基础上,对两个地方进行改进：一是在天线的指数槽底部加载电阻,二是在天线辐射区开对称的三个不等矩形槽。主要目的是改进天线的低频段性能。该加载电阻的开槽Vivaldi天线的尺寸为150mm*150mm,采用的介质基板是介电常数4.4,损耗正切0.02的玻璃纤维环氧树脂板(即FR-4板)。运用Ansoft HFSS14电磁仿真软件对结构进行优化分析,设计并制作了一款工作在0.8-3.8GHz(实测)的改进型Vivaldi天线。该天线在带宽范围内具有良好的定向辐射特性。     

具有双陷波特性的类Sierpinski分形超宽带天线的设计

为避免窄带通信系统对超宽带(ultra-wideband,UWB)系统的干扰冲突,提出一款具有双陷波特性的新型类Sierpinski分形超宽带天线的设计方法.天线采用由2个正六边形与圆形嵌套迭代而成的3阶类Sierpinski分形结构作为辐射贴片,并采用截短矩形两侧去切角且中间去矩形的缺陷地结构作为天线的接地板,实现了良好的超宽带特性.通过在天线辐射贴片上引入对称倒钩形开路枝节以及在微带线贴片上开倒U形槽,实现了3.6～4.3 GHz和7.2～7.8 GHz的双陷波特性.该天线尺寸仅为25 mm×18 mm×1.6 mm.仿真与实测结果表明:天线在3.3～16.4 GHz的频段内,同时可以滤除C波段卫星通信和X波段卫星通信系统的干扰.除2个陷波频段外,该天线具有较好的全向辐射特性和稳定的增益,适用于各种超宽带通信系统中.     

微带偶极子天线的小型化改进设计

基于传统的偶极振子天线的原理和结构特点,结合微带天线的优势,改进设计了一种中心工作频率为2.45GHz的微带贴片偶极子天线,缩小了天线尺寸。设计过程中使用Ansoft HFSS软件搭建天线的模型并进行仿真。制作的天线利用PNA3621网络分析仪进行了测试,测量结果表明:在2.2GHz~2.7GHz频带范围内,天线方向图对称性较好,旁瓣较少,与仿真结果较为吻合,天线输入端电压驻波比和回波损耗较为理想,实现了较宽的频带。