一种UHF频段的标签天线的设计与分析

标签天线是RFID系统的关键部件,UHF频段RFID系统多采用偶极子天线及其变形型式。针对目前标签天线小型化的实际要求,设计了一款对称弯折偶极子天线,并对天线的主要结构参数对天线阻抗的影响作了仿真分析。针对具体的标签芯片,设计了尺寸仅为26.4 mm×28 mm×0.8 mm的标签天线.该尺寸具有明显的小型化优势,具有较好的S11特性和全向性。其10 dB带宽包含了整个UHF频段,具有宽频带特性。     

一种小型化RFID标签天线的仿真设计

针对射频识别(RFID)标签天线小型化的实际需求,设计了一种折叠印刷偶极子天线结构,采用镜像补偿技术改善了天线的辐射特性.从实际制作的角度详细研究了天线的介电常数和结构尺寸等参数变化对其特性参数的影响,如中心频率、S11特性、一定条件下的绝对带宽和相对带宽等.在此基础上给出了可工作于915 MHz的小型化天线,具有较好的S11特性和方向性.当驻波比小于2时,天线的工作带宽达到88 MHz,其相对带宽为9.6%.设计的天线尺寸约为30 mm×44 mm,小于国内外文献中所提到的天线尺寸.     

应用于车载雷达传感器的45°线极化网格阵列天线

提出了用于车载雷达传感器频段的45°线极化平行四边形网格阵列天线和梳状阵列天线.这两种天线增益高、尺寸小、结构新颖.测试结果表明:平行四边形网格阵列天线的尺寸为40mm×40mm×0.787mm,带宽为8.2%,增益为14dBi;梳状网格阵列天线的尺寸为164mm×20mm×0.787mm,带宽为8.4%,增益为17.63dBi.     

RFID标签天线的研究与设计

在RFID技术的发展过程中,标签天线设计已经逐渐成为新的研究热点。论文研究了RFID标签天线领域的关键技术,分析了RFID系统的组成和基本原理．设计并仿真了工作在915MHz的标签天线。论文根据标签天线的基本理论,设计出了一款用于标签的平面单极天线,天线呈S形弯曲,外围尺寸36mm×100mm,该天线的中心频率为915MHz,VSWR〈2的带宽为902MHz-928MHz,方向性比较好。     

小型化折叠型RFID抗金属标签天线的设计

设计一种小型化折叠型超高频射频识别标签天线.天线由开槽的辐射贴片、 4个感性短接面和两片金属接地板组成.通过改变短接面尺寸及右侧短接面与接地面的距离,可以有效地调谐标签天线的谐振频率及其阻抗,总尺寸(L×W×h)为40 mm×40 mm×1.5 mm.实验结果表明：标签天线阻抗匹配良好,|S₁₁|＜﹣10dB带宽为880～930 MHz.将标签天线放置于200 mm×200 mm的金属板上,4 W有效全向辐射功率条件下的最大实测阅读距离可达到11.2 m.该标签天线通过适当的开槽实现小型化,同时具有抗金属、识别距离远等优点,可较好地应用于工业物联网相关测量领域中.     

一种小型化UHF频段弯折标签天线

为了减小标签天线的尺寸,增大射频识别的距离,设计了基于折合振子的弯折天线结构,调节天线的结构参数使得其满足高Q的指标来提高芯片输入口的电压,增大作用距离.通过调整微带宽度和弯折结构的间距,使芯片输入阻抗和天线的输入阻抗达到共轭匹配.通过软件HFSS仿真分析天线的性能,得到67 mm×33 mm的弯折天线结构,制作在厚度为3 mm的FR-4 PCB介质基板上并进行了测试,反射系数小于-25 dB,电压驻波比小于1.2,工作带宽达到了28 MHz以上.仿真和实验结果表明,天线性能达到了较好的结果,能够满足标签天线的应用要求.     

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.     

UHF RFID图书标签天线分析与设计

针对基于RFID技术的智能图书馆的管理模式,通过分析得到图书标签天线的方便、耐用、隐蔽的设计要求,提出并设计一款适用于图书馆管理的UHF射频识别(RFID)标签天线,其天线尺寸为90mm×3mm.采用T型匹配有利于天线的阻抗匹配的调节,在应用环境下仿真中心频率为918 MHz,在860~960 MHz频率回波损耗S11都小于-10dB,最小值为-24.4dB.     

用于全球定位系统终端的小型化四臂螺旋天线

设计一种工作在全球定位系统(GPS)L1频段小型化四臂螺旋天线.该天线由弯折的螺旋臂和双层馈电网络组成,与传统的半波长四臂螺旋天线相比,不仅缩短了螺旋臂的长度,而且有效利用了接地面的尺寸,从而在紧凑的空间内仍能保持较高的顶点增益.天线尺寸为20 mm×20 mm×21 mm(0.10λ_0×0.10λ_0×0.11λ_0,λ_0为中心频率1.575 GHz时对应的波长).实测结果表明,|S_(11)|≤-10dB的阻抗带宽为2.9%(1.555～1.600 GHz),轴比≤3 dB的圆极化带宽为14%(1.386～1.602 GHz),在L1频段中心频率处的顶点增益达到4.15 dBi.因此,可应用于小型化的全球定位终端设备中.     

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.     

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.     

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.     

组合树枝型三频微带天线的设计研究

在传统单极子天线的基础上,采用三种树枝型枝节的组合,设计出一种工作于S、C、X波段的三频点微带天线。天线的辐射枝节尺寸为23 mm×27 mm,工作于2.5 GHz、4.7 GHz、8.1 GHz三个频段。仿真及实物测试结果表明,天线在2.5 GHz处最小回波损耗为-22.4 d B,带宽435 MHz;在4.7 GHz处最小回波损耗为-26.3 d B,带宽454 MHz;在8.1 GHz处最小回波损耗为-23.3 d B,且实现了7~10.1 GHz的超宽带。该三频微带天线在无线局域网(WLAN)和超高频通信系统中将有较好的应用前景。     

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。     

一种新型5 GHz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＆#215;50＆#215;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。     

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.     

具有双陷波特性的UWB贴片天线设计

考虑到超宽带（UWB）无线通信系统对现有无线通信系统工作的影响,设计一种具有IEEE WiMAX和IEEE WLAN双陷波特性的超宽带天线.该天线尺寸大小为1.0 mm×20 mm×25 mm,采用扇形阶梯状贴片作为主辐射单元,通过在该辐射贴片上嵌入L形和半圆环形槽缝来实现陷波特性,并且在主辐射单元2边增加附加矩形贴片来展宽天线阻抗带宽.仿真实验结果表明：天线的阻抗带宽为3.0~12.9 GHz,同时具有3.3~3.8 GHz和5.2~5.8 GHz双陷波,平均增益约为4.5 dB,并具有稳定的准全向性辐射特性.该天线能够满足多种超宽带通信系统的应用要求.     

一种基于介质基座的内置多频带4GLTE手机天线

提出了一种紧凑型内置多频段的4G LTE手机天线,天线辐射体由一个倒“L”贴片和一个阶梯型的折叠微带线的耦合结构构成.天线有3个工作频段:694～1 110 MHz、1 690～2 310 MHz和2 480～2 860 MHz,涵盖了LTE/GSM/UMTS等目前无线通信服务中正在使用的频率,也即能够支持当前大部分的2G/3G/4G通信网络.该天线使用单极子和电磁耦合的结构来实现多谐振点和大宽带,整个天线是印刷在介电常数为4.4的FR-4介质基座上,天线体积仅有40 mm×12.5 mm×5 mm,全向性的水平方向图、良好的增益和效率以及小型化的设计使得该天线在各类4G LTE移动终端上具有良好的应用前景.