射频爆磁压缩发生器辐射性能研究

基于电小环天线等效理论将射频爆磁压缩发生器(RF MFCG)定子线圈等效为电小环天线,分析RF MFCG运行后电磁脉冲辐射情况。对3个不同参数装置模型加载20 kV电压进行静态仿真,得出RF MFCG的辐射功率方向图及辐射强度大小。为提高RF MFCG辐射效率,提出了在RF MFCG上加载鞭天线改进脉冲辐射效果的方法。模拟得出了加载鞭天线RFMFCG运行后10 m、50 m、100 m处的辐射强度。设计制作了加载鞭天线RF MFCG进行实验研究。测试得到的辐射强度表明,加载鞭天线后装置辐射性能明显提高,在60 m距离内可得到较为理想的辐射强度。     

电容负载螺旋型爆磁压缩发生器辐射特性分析

电容负载螺旋型爆磷压缩发生器作为一种小型化电磁脉冲产生与辐射装置广泛应用于军事及科研的各个领域.辐射特性是衡量其性能的最主要参数之一.根据电小环天线等效原理,将装置定子线圈等效为电小环天线进行仿真研究,分析装置的辐射性能.给出了辐射电阻表达武.提出对装置加载辐射天线以提高其辐射效率.仿真分析表明加载鞭天线后可以有效改善...     

共面波导馈电的蝶形缝隙天线及其散射特性研究

设计了一种共面波导馈电的蝶形缝隙天线.采用CST电磁仿真软件详细分析了天线结构参数(蝶形缝隙的长度L、宽度W和介质基片的厚度h)对天线性能的影响.优化后的天线阻抗带宽为770MHz(S11<-10dB),增益为1.2dB,并具有良好的辐射方向.另外,采用CST计算了天线的雷达散射截面(RCS),结果表明:天线RCS的最大值出现在谐振频率上,为10.67dBsm,且主极化平面上的RCS值远大于交叉极化平面上的值.最后计算并分析了加载电阻条件下该天线的雷达散射截面,结果表明:适当加载电阻可以缩减天线的RCS.     

加载偶极天线的脉冲散射特性研究

利用FDTD方法研究了无加载、均匀加载及非均匀加载偶极天线的脉冲散射特性,分析了偶极天线馈电端开路、短路及端接阻抗等3种情况下散射特性的变化.给出了高斯脉冲场垂直入射和斜入射时的单站脉冲散射场时域波形、频谱特性及能量空间分布方向图.偶极天线的脉冲散射特性的研究对研制低散射天线具有重要参考价值.     

耦合馈电小型圆极化高增益RFID阅读器天线

提出了一种圆极化高增益超高频射频识别(RFID)阅读器天线。天线为微带结构,由分别印制在上下两层介质基板上的辐射贴片、L形馈电结构、接地面、四个短路加载小贴片等组成。采用在辐射贴片中心蚀刻十字形槽,L形结构耦合馈电,在天线四角加载短路小贴片等方法,实现了天线的圆极化和高增益。天线总尺寸为160mm×160mm×21.6mm(0.49λ0×0.49λ0×0.066λ0,λ0为中心频率915MHz在自由空间中对应的波长),实测|S11≤-10dB的频率覆盖范围为896-993MHz,轴比小于3dB的频率覆盖范围为902-940MHz,覆盖频段内最大增益8.5dBi。本文设计的天线易加工、成本低、圆极化、增益高,可以很好的应用在各种RFID系统的测试环境中。     

高阻抗表面对宽带蝶形天线辐射性能的改善

研究利用高阻抗表面改善宽带蝶形天线的辐射性能.通过对高阻抗表面的单元结构进行等效电路分析和全波电磁仿真分析,定量表征高阻抗表面的同相反射频带与其单元结构参数的关系.在此基础上,将优化设计的高阻抗表面加载到宽带蝶形天线中,并对加载前后的天线性能进行仿真分析和比较.结果表明:加载高阻抗表面后,蝶形天线方向图后瓣得到明显抑制,13%的相对带宽内天线增益提高了2.7 dB.由于高阻抗表面的同相反射特性,加载时可紧贴于蝶形天线背面,整体结构简单紧凑.研究结果在探地雷达等宽带系统中具有很好的应用前景.     

基于HFSS的短路针加载微带贴片天线的仿真设计

微带贴片天线在当今通信中应用广泛,但在低于2 GHz的低频带工作时,其尺寸成为使用的制约因素.笔者通过HFSS软件对加载短路针的微带贴片天线进行研究,与未加载短路针的进行比较,发现短路针加载之后,可以很好地减小了天线的尺寸,并且可以获得较好的频率与阻抗特性.     

高频宽带可调交叉场天线的实验研究

首先对交叉场天线CFA(crossedfieldantenna)的结构、工作原理进行了简要介绍,然后给出了一个λ/60～λ/40宽带可调高频交叉场天线的实验结果.实验结果表明交叉场天线是极小尺寸的电小天线,但该天线的性能指标不受惠勒、朱兰臣、哈林顿的“传统”电小天线理论的限制,而应该有相应的“非传统”电小天线的理论.     

加载电阻和开不等长矩形槽的Vivaldi天线

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150 mm×150 mm,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0.8~3.8 GHz(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。     

用于小型化RFID阅读器的两种天线

为满足超高频(UHF)频段射频识别(RFID)阅读器小型化设计要求,提出了两种天线的小型化设计方法.通过在贴片四周开槽的方法,实现平面倒F天线(PIFA)小型化;采用两条四分之一波长缝隙加载增加缝隙天线的谐振回路,增加了天线的带宽.对比分析了天线各个设计参数对辐射特性的影响,仿真和实测结果表明,这两种天线具有较好的增益和带宽特性.     

加载法向螺旋天线的优化设计

采用螺旋式结构以及加载的方法可以使天线小型化和宽带化。研究遗传算法和有限元法相结合的方法来快速优化设计宽带小型化加载法向模螺旋天线。采用基于变分原理和剖分插值为基础的有限元法来快速精确分析法向模螺旋天线,然后结合遗传算法对加载法向模螺旋天线上的加载集总元件的值、加载位置以及匹配网络参数进行一体化优化设计,并采用Sherman-Morrisorr Woodbury公式来快速求解加载元件值和加载位置改变后的阻抗矩阵方程,提高优化设计的效率。     

多用途超宽带印刷单极子天线

提出了一种共面波导馈电的印刷单极子超宽带(UWB)天线.该天线通过在印刷三角形单极子天线上加载圆形结构,同时采用圆弧形渐变结构地板来获得天线的宽频带特性.实验结果表明:该天线在1.7-13 GHz的范围内其VSWR<2;工作频率范围内具有良好的全向辐射特性;传输函数幅度平坦、相位近似呈线性关系、传输时延较为平坦,有利于UWB信号的传输.这种天线可用于UWB、无线局域网、1800GSM和IMT2000等多种无线通信系统中.     

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。     

一种波束可调的平面印刷八木天线

利用八木天线的高定向性, 设计了一种6个方向波束可调的平面八木印刷天线. 天线的主辐射振子采用新颖的梯形结构来增加工作带宽, 将其两臂置于介质板两侧, 仅需在地板上的每个辐射振子臂与地板之间加载一个PIN(positive-intrinsic-negative)二极管开关, 就可控制天线单元的工作状态, 即天线的辐射方向, 而无需专门设计偏置电路. 测试结果与仿真结果吻合较好, 研究结果表明天线输入端反射系数小于−10 dB带宽为400 MHz. 在30°, 90°, 150°,210°, 270°, 330°等主辐射方向上可重构天线增益为7.5 dB, 半功率波瓣宽度小于60°. 该天线能够实现6个不同方向的扫描,具有良好的方向性,可用于小基站或其他无线通信系统中.     

基于电阻加载技术的超宽带天线系统设计与实验

针对安装在探测车尾部的超宽带天线的需求,研制了一种基于电阻加载技术的超宽带天线系统.该天线系统由两个完全相同的电阻加载单极子天线组成,其中一个天线用于发射信号,另一个用于接收信号.采用时域有限差分方法对整个收发天线系统的电性能进行了仿真模拟,并制作了一套收发天线样机,安装在探测车上,在电波暗室中进行了测试.分析研究了介质的电特性参数对雷达系统探测能力的影响,并对冰川进行了探测试验.测试与仿真模拟结果表明:该天线具有较低的电压驻波比和良好的辐射特性以及较小的拖尾,可以满足超宽带雷达的实际工程应用要求.     

一种小型加载微带天线的设计

设计了一种工作在2.4GHz频率的小型加载微带天线,首先利用传输线模型对天线进行设计,然后给出了对多种天线尺寸的实测驻波比数据和远区辐射方向图,研究了辐射边长度与负载电阻对天线特性的影响。分析结果表明,该天线在2.4GHz频段上具有超过10%的相对带宽(VSWR<2),优于参考文献中提及的同类天线;由于采用了加载技术,该天线的结构尺寸比一般微带天线更加微型化。     

基于左手特性的异向介质可调谐天线设计

设计了一款新型的基于异向介质的可调谐天线.通过在传统环氧板(FR4)介质基底上加载分裂谐振环阵列的方法,使介质在5.2～7.7GHz频段呈现左手特性.该设计改善了传统贴片天线体积大、工作频带窄、增益较低等缺点,并能通过改变分裂谐振环阶数调节天线的中心频率.利用高频仿真软件HFSS对所设计的天线进行了仿真,研究了天线参数与阵列间隙尺寸及阵列阶数的关系,并对天线进行了优化设计.仿真结果表明,该设计可以有效减小天线尺寸,降低回波损耗和增加工作带宽,并实现了天线的可调谐设计.     

一种用于WLAN的双短路针调谐U形槽加载的双频微带贴片天线

提出了一种在贴片上加载U形槽并应用双短路针调谐的双频微带天线.该天线应用于无线局域网IEEE802.11b和IEEE802.11a系统中.通过在贴片天线上加载U形槽产生两个谐振频率,调节两个对称的短路钉使其工作在无线局域网的频带内,增大了天线带宽.仿真实验得到该天线的两个谐振频率分别为2.4 GHz和5.2 GHz,其低频和高频的相对带宽分别为4.2%和5%,可充分满足无线局域网的要求.     

一种基于叉型电磁带隙结构微带天线设计

天线增益很大程度上决定了天线的整体性能,用传统的方法提高天线增益需要付出很大的代价,而电磁带隙结构(EBG)的提出使高性能天线的设计和制作成为可能.文章采用新的紧凑叉型EBG结构来设计天线.仿真和实验结果均证明,加载EBG结构以后天线的增益提高,说明了电磁带隙材料的引入可以有效改善原有天线的性能,同时紧凑的结构更易于实现小型化的天线,这对实现高效紧凑的天线阵具有重要意义.     

一种新型的小型化微带贴片天线设计研究

文章提出了一种新型的小型化微带贴片天线设计.天线同时采用贴片螺旋曲流、加载短路探针和接地板蚀刻缝隙三种小型化方法,使得其尺寸大大减小.研究表明,天线在回波损耗S11-10 dB时的工作带宽可达到2.883~2.889 GHz,是一种具有很好理论参考意义与实用价值的微带天线.