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。     

Y形缝隙加载小型化超宽带Vivaldi端射天线

针对常规Vivaldi天线尺寸大、低频段前向辐射增益低的问题,设计了一款覆盖2.7~18.3GHz的小型化高增益超宽带端射天线。该天线通过在辐射贴片两侧加载Y形缝隙的方法,将天线表面电流汇聚于槽线附近,使天线的辐射特性明显提高。改善天线的阻抗匹配特性,展宽天线带宽,提高天线的增益,增强天线端射效果,天线的尺寸仅为25mm×25mm×1mm,实现了小型化。低频部分(2.7~8GHz)增益比原始天线提高最大值为3.5dB。通过天线实物的加工和测试,进一步验证了设计的可靠性。     

一种新型介质埋藏贴片天线阵设计

为解决介质埋藏微带天线组阵后天线增益较低的问题,运用介质中电磁波传播理论、微带天线耦合理论、介质埋藏天线技术和微带天线圆极化技术等,采用天线阵元不共介质、同轴馈电、馈电点选在辐射贴片对角线上,在辐射贴片上附加简并分离单元等措施,设计和制作出了一种新型介质埋藏贴片天线阵列. 经仿真计算和实物天线测试显示,天线仿真增益为10.45 dB,实测增益约为9.2 dB,接近同类型的微带天线二元阵增益,该天线符合北斗天线性能要求,采用新型组阵结构后天线增益得到明显提高.      

双频RFID阅读器天线的设计

RFID阅读器的天线设计直接决定了阅读器的性能。采用单层FR4介质基板,设计一种双频RFID阅读器天线,通过在辐射贴片中间刻蚀1个四角星和4个边分别刻蚀半个四角星,实现尺寸缩小以及双频的覆盖。通过仿真调试,天线的几何尺寸为68 mm×68 mm×1.6 mm。通过加工与实测,天线的工作频段为0.920～0.935 GHz和2.40～2.51 GHz,相对阻抗带宽分别为1.73%和4.49%,在工作频段内有良好的辐射特性,能够满足手持式RFID阅读器天线低成本小型化的要求。     

平面螺旋天线圆形阵列及其测向性能研究

分析仿真了单个平面阿基米德螺旋天线阵元的辐射特性,在此基础上,研究了由该天线为阵元构成的8单元圆形阵列方向图特性,相比于全向阵元构成的8单元圆阵,平面阿基米德螺旋天线阵列可以有效地降低副瓣电平,改善阵列方向图特性。最后讨论了基于MUSIC算法的该阵列测向性能并给出了仿真结果。     

一种基于CSRR结构的超宽带陷波天线设计

设计了一款基于互补金属开口谐振环(CSRR)的具有陷波特性的超宽带天线。所设计的天线采用渐变式馈线,实现了较宽的阻抗匹配,并且通过在辐射贴片上刻蚀2个圆形开口缝隙来实现双陷波特性。天线尺寸为35mm×30mm×1mm。利用电磁仿真软件HFSS 13.0进行了仿真分析,根据仿真结果优化了设计;加工实物进行了测试,结果与仿真具有良好的一致性。仿真和测试结果表明天线在2.7~15.6GHz的频段内电压驻波比(VSWR)小于2,在3.1~3.7 GHz、5.1~5.9 GHz具有陷波特性,分别有效抑制了WiMAX、WLAN信号对超宽带通信系统的干扰。研究表明,该天线在除陷波频段外的其余超宽带工作频段范围内,具有良好的辐射方向性和稳定的增益,且结构紧凑,易于共形,能较好地应用于超宽带通信系统中。     

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。     

一种小型化蓝牙印刷天线的设计

基于曲流技术,设计了一个覆盖整个ISM频段(2.4-2.484 GHz)的小型化的印刷蓝牙天线.通过CST Microwave Studio软件对天线的阻抗和辐射特性进行仿真分析,得到了优化后天线结构参数.并制作了天线实物进行了测试.该天线尺寸仅有15 mm×6 mm×1 mm,具有体积小、质量轻、全向辐射等优点,能够满足各种蓝牙系统的设计需求.     

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.     

一种平衡微带线馈电的宽带八木天线

提出了一种平衡微带线馈电的宽带印刷型八木天线,该天线具有剖面低、带宽宽、馈电简单的优势。使用CST Microwave Studio软件分析了天线的金属表面电流,建立了与天线辐射特性等效的对称振子阵列模型,解释了天线的辐射原理。根据仿真分析结果制作了天线样机并进行了测试,该天线可以在1.62~2.35 GHz的频率范围内满足反射系数低于-10 dB。在工作频率范围内的增益约为5 dBi,其尺寸仅为100 mm×38.5 mm×1 mm,可以应用于无线通信领域。     

一种无源RFID小型化高增益标签天线的设计

针对超高频(UHF)射频识别技术(RFID)天线小型化高增益的发展方向,本文基于RFID技术设计出一款小型无源RFID标签天线.标签芯片采用Higgs3,标签天线由FR4介质基板与辐射单元组成,采用T型匹配网络结构.Higgs3在920 MHz时阻抗为27-j200Ω.天线尺寸仅为52.8 mm×17 mm,应用HFSS对天线仿真分析.天线在920 MHz时阻抗为24.8+j196.9Ω,与芯片匹配良好.该天线的带宽覆盖了超高频段840 MHz~960 MHz,天线增益最大值达到9.5 d Bi.该天线具有良好的辐射性能,适合应用到远距离读取的环境中.     

低副瓣三次模压缩偶极子天线的设计

针对模式压缩偶极子天线目前存在的高副瓣问题,提出一种低副瓣三次模压缩偶极子天线的设计,通过采用在偶极子天线上加载弯折电感的方式,获得较大压缩系数值,减小反向电流的辐射口面,从而设计出低副瓣高增益的模式压缩天线,实现了-15.35 dB的低副瓣和5.11 dBi的增益性能,降低了互扰,增大天线的传输距离和传输速率.为验证仿真模型的有效性,利用PCB技术加工出实物并进行测试,其仿真和测试结果比较吻合.     

EBG 结构宽频带双极化基站天线的设计

介绍了一种新型的宽频带双极化辐射单元,该辐射单元采用了新型的电磁带隙(electromagnetic bandgap,EBG)结构加载,该EBG结构结合对称振子进行一体化设计,缩小了辐射单元的高度,其高度约为中心频率的0.16个波长.利用这种辐射单元组阵,形成四单元基站天线.HFSS仿真结果表明,在1.71-2.69 GHz频段内,该辐射单元的电压驻波比(voltage standing wave ratio,VSWR)小于1.5,隔离度大于22 dB.同时,组阵后的四单元基站天线辐射参数良好,水平面半功率波束宽度58.1°-72.1°,轴向交叉极化比大于21 dB,前后比大于20 dB,基本能够满足移动通信对基站天线的使用要求.     

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.     

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.     

整流天线组阵等效模型分析与实验

将整流天线单元等效为一个直流源和负载的串联,以此提出了整流天线串/并联组阵等效模型,得到了整流天线的组阵形式及最佳负载与阵元个数之间的关系.利用所设计的低功率密度应用整流天线单元,通过ADS软件仿真了二元并联阵,并通过实验测试了二元串联阵与二元并联阵.结果显示,并联阵的仿真与实验结果及串联阵的实验结果均与组阵模型基本吻合,从而验证了整流天线组阵模型的有效性.提出了多元组阵的可行性方案,为大规模阵列设计提供指导.     

一种应用于4G通信的小型多频手机天线

提出了一种新型的应用于4G通信的小型多频手机天线.利用折叠单极子、多枝节谐振等技术使天线谐振在多个频段.天线结构紧凑(32 mm×15 mm×0.8 mm),由两个折叠单极子组成,长度均约为1/4谐振波长,其中倒C形枝节谐振在2 GHz附近,倒F形枝节谐振在900 MHz附近.天线通过50?匹配传输线直接馈电,两个枝节共同叠加耦合辐射,实现带宽810～971 MHz和1 495～2 786 MHz,覆盖了GSM 850/900/DCS/PCS/UMTS/LTE 2300/2500频段,符合4G通信手机天线的标准.对天线进行了加工和测试,测试结果与仿真结果基本吻合.     

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.     

一种超表面宽带圆极化交叉偶极子天线设计

本文设计了一种使用超材料表面(Metasurface,MS)作为反射器的圆极化交叉偶极子天线.该天线由两对分别印制在介质基板上下两面的扇形偶极子构成,利用金属贴片阵列实现的超材料表面放置在天线正下方用于改善天线的带宽和圆极化性能、减小天线的后向辐射.仿真与测试结果表明:该天线在2.26～2.74GHz有良好的阻抗匹配,在2.45GHz的中心频点相对带宽为19.6%,在2.4～2.65GHz实现了圆极化性能,相对带宽为10.2%,阻抗带宽内天线的最大增益均大于5dBic,剖面高度仅为0.04λ_0,整体尺寸为113mm×109.6mm×5mm.该天线具有较宽的工作带宽和良好的圆极化和辐射特性,性能良好且结构简单,测量结果与仿真结果一致.     

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.