方向图可重构印刷小型天线的设计与实现

提出一种简单结构紧凑的方向图可重构天线.该天线由3条微带线和介质基板组成,微带线印在基板的顶部.将PIN二极管集成在左、右两侧的微带线上,通过二极管开关的导通和断开,使天线在yoz平面获得2种定向与全向的辐射方向图.对天线进行仿真、制作和测试.实验结果表明:阻抗带宽可达14.7%,定向最小增益1.2 dBi,全向最小增益1.7 dBi;该天线在2.19～2.54 GHz频段上有较好的定向性和全向性,适用于抗干扰能力要求较高的无线通信系统.     

带有倒L寄生单元的低剖面方向图可重构天线

提出一种带有倒L寄生单元的低剖面方向图可重构天线。该天线由一个有源六边形贴片单元和两个加载开关的倒L寄生单元组成。仿真和测量结果表明:通过改变寄生单元上加载开关的状态,可以使天线工作在3种状态,即SO,OS和OO模式,其中,S代表"短路",O代表"开路"。天线工作在OO模式下,方向图在水平面内的辐射接近全向。工作在SO和OS模式下,天线可以获得良好的定向方向图,并且可以实现方向图在水平面内的切换。同时,该天线为垂直极化,具有低剖面和良好的方向图切换特性,便于与无线接入设备共形集成,适用于室内无线通信系统。     

室内方向图可重构多天线系统的性能改善

为了提高笔记本终端无线网络的性能,考虑采用方向图可重构多输入多输出天线(MIMO).由于室内周围人的移动对网络传输性能的影响,提出了基于可重构天线辐射状态的选择算法.它的基本原理是,可重构天线的辐射状态对应着信道的传播状态,选择最佳辐射状态对应着选择最佳信道传输状态,也就是最大化信道矩阵的Frobenius范数.理论研...     

基于矩形槽切换的宽带平面方向图可重构天线

针对阵列天线频带窄的缺点,在参差调谐法的基础上,通过在有源单元上引入开关可控矩形槽的方法,使天线工作在两个相邻的频带,从而达到天线总体带宽的展宽。根据该类型天线单元的谐振特性,研究了开关可控矩形槽展宽频带的原理,并设计了引入矩形槽的平面方向图可重构天线。实验结果表明:该天线可以工作在频率范围为2.21～2.49GHz的频段上,-10dB下的相对带宽约为11.6%,比采用参差调谐法进一步展宽了天线带宽,实现了天线方向图的可重构。     

基于有源超表面天线罩的窄截面方向图可重构天线

针对无人机数据链通信存在抗干扰性能差、防捕获能力弱等问题,提出了一种具有良好气动性能的基于有源超表面天线罩的窄截面方向图可重构天线。该天线由宽带平面印刷全向天线、窄截面有源超表面天线罩以及双频阻抗匹配网络组成。当超表面天线罩上二极管均截止(未加偏置电压)时,天线罩处于全透波状态,天线工作于宽带全向通信模式。当超表面天线罩特定区域二极管导通时,该区域天线罩处于全屏蔽状态,天线工作于双频定向通信模式,此时通过引入双频阻抗匹配网络显著改善天线的阻抗匹配。全向通信模式下,天线相对带宽达到44.6%,全向增益可达1.37 dBi,不圆度小于2.5 dBi;定向模式下,双频天线上下频带分别为1.4 GHz和1.8 GHz,相对带宽分别为9.1%和15.3%,最大定向增益达5.2 dBi。该天线具有窄截面、低成本等优点,能够在宽带全向通信和双频定向通信工作模式之间灵活切换,有望提高无人机抗干扰、防捕获的性能。     

基于SIW的频率/极化可重构背腔缝隙天线

针对现有可重构天线难以同时对频率与极化特性进行切换的不足,提出了一种低剖面紧凑型的频率与极化可重构波导背腔天线。天线由基片集成波导(substrate integrated waveguide,SIW)谐振腔和十字型槽线组成。在十字型槽线内加载PIN二极管,通过二极管的导通和断开调整有效谐振长度,达到频率可重构目的。在十字槽线两侧加载短路通孔可重构谐振腔内电场分布,在不改变辐射结构下实现圆极化波与线极化波之间任意切换。2种重构方式的切换结构各位于天线底层与顶层,二者互不影响,且天线制作简单,成本低廉。测试结果表明,天线仿真与实测保持一致,且工作性能良好。     

PIN二极管在可重构天线中的作用的研究

为适应现代通信设备的需求,天线的研发趋向于小型化,多波段.在不影响天线功能的前提下设计一个解决多频,小型化的天线成为一个好的解决方案.本文中提出了使用RF PIN二极管作为转换开关,通过对直流电压信号的控制产生不同的阻抗值,从而调节天线的频率.该转换开关的功能是改变PIFA天线上两个被窄缝分割相对独立的辐射贴片间的耦合,并通过这种耦合来改变表面电流分布.所以,当开关开启时产生较大的表面电流分布,电流路径长度加长,从而产生较低的频率.而当开关闭合时,这就是开关对频率的调节作用.本文中的RF PIN二极管被用作转换开关,通过对直流电压的控制来达到不同的阻抗值,从而调节天线的频率.     

可重构的硅基等离子体通道的辐射性能研究

表面PIN二极管导通时可以形成固态硅基等离子体通道,这种通道具有类金属性并能够传递电磁波.当由上述通道单元耦合形成特定的结构时,它将对外辐射电磁波信号.本文简要阐述了此种通道的形成机理,通过软件设计并导通表面PIN二极管阵列上不同单元,构造形成单极、双频、八木天线等结构.期望通过以上不同结构实现对硅基等离子体通道辐射性能的研究.仿真结果表明,利用动态调控表面PIN二极管阵列的方法,硅基等离子体通道能够实现对电磁波的辐射,并能改变辐射频率、多频段的调节及辐射方向图的动态可重构等.因此,硅基等离子体阵列天线具有可重构、智能化、隐身等诸多优点.这些系统的理论研究进一步促进了人们对硅基固体等离子通道的理解,为此类天线的设计和加工提供理论指导.     

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.     

一种低剖面频率可重构天线的设计与研究

针对目前频率可重构天线存在的尺寸较大、频率可调范围不足、带宽窄且难以同时覆盖5G/WiMAX/WLAN等常用频段的问题,提出一种结构新颖的频率可重构天线,共有3种工作状态,可分别工作在5G/WiMAX/WLAN频段,天线的尺寸仅为26 mm×32 mm×1 mm,更加适合用于小型移动通信设备。该天线通过结合一个新的辐射贴片元件以及开槽和开关来实现天线不同工作模式的切换。整体结构可分为微带贴片天线和直流偏置电路2部分,直流偏置电路由4个二极管构成的2组开关SW1、SW2和直流偏置线组成,通过对SW1和SW2的控制,天线可以在宽带和2种双频状态下工作,宽带工作频段为3.04~5.54 GHz,一种双频工作频段分别为2.86~3.50 GHz、5.09~6.17 GHz,另一种双频工作频段分别为2.98~3.84 GHz、4.61~5.88 GHz。对天线模型实物加工并进行了实测。优化测试表明,天线可以在宽带模式和2个双频工作模式下正常工作,且天线的可重构特性使其能在5G/WiMAX/WLAN不同通信频段下切换工作模式,适合用于5G/WiMAX/WLAN信号源聚集的复杂通信环境。     

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。     

X形微带缝隙天线

该文提出一种新颖的X形微带缝隙天线设计,缝隙的四角各有一个直角三角形补充缝,缝隙单元由基片另一侧面的箭头形微带线馈电.这种天线具有宽带特性和两维对称的特性且易于加工.文中给出了阻抗和方向图的计算结果,并给出实测结果.计算与实测结果吻合较好,实测的-10dB反射损失带宽达到21%左右.     

基于缝隙的射频识别标签天线设计

为了将缝隙天线应用于射频识别标签中,提出了一种新的设计标签用缝隙天线的方法.基于互补天线的阻抗关系式,由待设计缝隙天线的阻抗推算出互补电振子的阻抗,得到电振子的几何结构,设计出两款(偶对称和奇对称)超高频段(UHF)射频识别标签用缝隙天线.通过仿真给出了所设计天线的阻抗、反射系数(S11)随频率变化的曲线和辐射方向图,制作了相应的实物天线.设计、仿真与测试结果表明,整个设计过程简洁、清晰,设计效率较高,奇对称弯折缝隙天线的性能优于偶对称天线,仿真与测试结果吻合得较好.     

新型微带馈电线缝隙天线阵的设计

设计了一个用于无线移动通信的波束可调 4缝隙漏波天线阵。通过简单地改变天线阵缝隙间馈电线的长度 ,很容易得到所需要的主波瓣方向。采用了大漏波缝隙以提高天线的增益。实测数据与数值仿真结果吻合较好 ,显示了该天线阵具有良好的辐射效率     

Analysis and Design of Tapered Slot Antenna for Ultra-Wideband Applications

The tapered slot antenna,such as Vivaldi,has been widely used due to its ultra-wideband,high gain,simple feed structure,and easy fabrication.However,there is no rigorous analytical theory for this type of antenna.This paper analyzed the metal parts of a tapered slot antenna in a conical coordinate system with the medium analyzed in rectangular coordinates.This mixed mode gave an approximate analytical form for the tapered slot antenna with the field distribution and radiation characteristics.A planar tapered slot antenna was proposed according to the results of the analysis methods.Measured and simulated results demonstrate the antenna performance.The antenna shows good impedance matching over a wide bandwidth of 9 GHz,from 2 GHz to 11 GHz,and good radiation patterns.It is suitable for ultra-wideband applications.     

矩形波导缝隙天线阵分析

矩形波导缝隙阵天线在机载雷达上获得广泛使用。它具有体积小、重量轻、口径效率高、宽角副瓣低等特点。文中分析了矩形波导缝隙天线阵，给出了方向性函数及方向图，编制了分析软件，形成了方向图数据文件供通用软件调用。     

共面波导馈电的宽带矩形边蝶形缝隙天线

为了展宽平面缝隙天线的带宽,设计了一种新型的共面波导馈电的宽带缝隙天线,并采用基于时域有限差分法的软件进行了分析.通过对天线尺寸参数进行优选,有效展宽了该缝隙天线的阻抗带宽,其-10 dB阻抗带宽可达67%.同时该天线在所计算的频带内,具有较稳定的方向图.另外还给出了该种天线与其它结构近似天线的比较数据.计算结果表明：采用这种新型天线结构和优选的尺寸参数,可以明显地展宽缝隙天线的带宽.     

一种基于环状介质缩窄波束宽度的微带天线设计

针对现有的微波探测模块工作天线在不同环境中应用能力有限等问题,提出了一种基于环状介质缩窄波束宽度的微带天线。天线的工作频率为10.525 GHz,采用在天线上方一定的距离处加载高介电常数介质圆环的方式,有效缩窄了探测波束。通过灵活调整介质圆环与天线的距离,微带天线会得到不同的波束缩窄效果,仿真结果显示,微带天线E面和H面半功率波束宽度分别为26.0°和30.7°,相比初始天线缩窄了68.8%和60.9%,最高增益可提高6 dB。