一种新型超宽带贴片天线的设计研究

本文设计了一款新型的超宽带贴片天线,应用于卫星通信技术。仿真结果表明,天线的工作频带达到了5.1GHz,范围从10.5GHz到15.6GHz,相对带宽可达40%。频带上的VSWR小于2且天线具有良好的方向性和增益,能较好地应用于卫星通信和太空探索领域。     

共面波导馈电印刷单极天线的频带阻断

提出一种具有频带阻断特性的小型化渐变共面波导馈电矩形单极天线。通过在辐射贴片上开U形缝隙,来获得对于无线局域网（WLAN）频段的频带阻断,并详细分析了缝隙各参数对频带阻断特性的影响。分析表明,频带阻断特性可通过控制U形缝隙的位置来实现,而通过调整缝隙的长度和宽度可改变所阻断频带的位置。实验结果表明,所提出的天线实现了5.07GHz到5.85GHz的阻带特性,且具有阻抗带宽达15:1的超宽带特性。     

一种可以实现线-圆和线-交叉极化转换的反射型超表面

提出了一种可以通过反射同时实现2种不同极化形式的极化转换超表面.仿真结果表明,该超表面在频带范围14.21～16.70 GHz内可以实现比较理想的线-圆极化波的转换,并且可以在近5GHz的频带范围(25.50～30.42GHz)内实现线-交叉极化波的转换,且极化转换率的均值高达97%左右.该极化转换超表面在毫米波雷达、天线设计等军事领域具有广泛的应用价值.     

结合IQGA和最佳一致逼近优化设计的双阻带UWB天线

摘要： 在超宽带天线设计中采用一种快速有效的优化方法. 该方法将改进的量子遗传算法与基于矩量法的体面积分方程相结合,利用最佳一致逼近快速分析天线的宽频带特性,得到优化函数的适应度值. 用该方法设计一副具有3?4 GHz和5?6 GHz双阻带特性的UWB天线并制成实物,将实测电压驻波比与优化结果进行比较,两者较为吻合,说明该方法是正确的、有效的.     

一种具有频移特性的超宽带极化旋转超表面

操控电磁波的极化状态在各个工程领域中都有重要的作用和参考价值。为了更好地实现电磁波的极化调控,提出了一种具有频移特性的超宽带极化旋转超表面。仿真结果表明,通过改变超表面的结构参数,其交叉极化反射率大于0.9的频带范围分别为6.17～14.29,6.67～17.31,8.87～23.19,13.26～35.07GHz,实现了频带范围从8.12GHz到21.81GHz的蓝移和扩展。其中,在13.26～35.07GHz的频带范围内,极化转换率的最小值为95%左右,近乎完美地实现了超宽带、高极化转换率的极化转换效果。另外,提出的超表面在其工作频带范围内的2个频率点上还可以实现线极化入射波到圆极化反射波的极化转换。该极化旋转超表面在天线设计、雷达等通信领域有重要的应用。     

一种分析宽带天线特性的快速有效方法

提出一种快速分析天线宽带特性的有效算法.该方法利用特征模对天线给定频带内少数频率点进行分析,选取这些频率点主要特征模函数组构成降维子空间;利用奇异值分解技术,构造该频带内一组与频率无关的特征模正交基.运用特征模正交基可以快速获得天线频带内所有频率点的特性.文中分析了蝶形天线与宽带缝隙天线给定频带内特性,并将计算结果与一般矩量法计算结果作比较,两者之间具有良好的一致性.     

60 GHz串并联混合馈电毫米波平面阵列天线设计

本文设计了一种60 GHz串并联混合馈电毫米波平面阵列天线,并采用了切比雪夫综合法将其主副瓣电平比控制在-26 dB以下,为了获得更高的增益采用8×10个阵元组阵。该毫米波平面天线阵列的谐振带宽为57.46 GHz～61.87 GHz,工作带宽达4.41 GHz。在60 GHz处工作,平面阵列天线增益最高达15.87 dB,半功率波束宽度为12.78°。该阵列天线在60 GHz毫米波通信系统中可以实现超高速无线传输,预计也是未来无线短距离通信技术的研究热点。     

一种RFID读写器天线的设计与分析

本文设计了一款中心频率工作于2.45GHz的RFID(Radio Frequency Identification,RFID)读写器天线。该天线是对矩形微带天线的改进,通过对矩形贴片进行镂空,以原点处为中心,分别镂空六个尺寸相等的小矩形,以改变矩形贴片表面电流分布,使其具有更强的电磁辐射特性。此外,本文还使用HFSS软件进行仿真验证。结果表明,该天线回波损耗在2.43～2.50GHz频段内低于-10dB,在中心频率2.45GHz处回波损耗约为-21dB,改进后的矩形微带贴片中心面磁感应强度平均高于原矩形微带天线约10A/m。     

产生窄微波脉冲微带光导开关的频率特性

本文从理论上分析了高效率Blumlein型微带光导开关的频率特性及影响输出电脉冲频带宽度的因素,指出这种光导开关能产生大于20GHz频带宽度的电脉冲,电压转换效率达到了100%,实验结果得到了93%的电压转换效率和>20GHz的宽频带电脉冲,与理论分析结果非常吻合.     

易于有源集成的圆极化微带天线

提出一种新型的圆极化微带天线形式,采用共面波导、不等长十字槽耦合馈电,易于与有源电路集成。利用电磁场仿真软件分析了天线几何参数对天线性能的影响,设计并加工了一个圆极化天线。仿真值与实验结果基本吻合,在10.28GHz工作频率上测得驻波比小于2的带宽达到600MHz,边射方向上的圆极化轴比为1.7dB,轴比小于3dB的带宽为140MHz。实验结果表明,天线具有较好的圆极化性能。     

一款圆极化RFID天线的设计

射频识别(RFID)技术是信息科技领域最重要的技术之一,已应用于医疗、物流、航空、自动识别等各个领域。但是,目前很多天线一般只能接收水平方向或垂直方向的辐射波,不能适应各种不同的环境。因此,本文设计了一款中心频率工作于2.45GHz的左旋圆极化RFID读写天线。该天线是在矩形贴片天线的基础上进行改进,切掉矩形贴片的四个边角。仿真结果显示,其具有较好的圆极化特性。     

基于六边形环的双频频率选择表面设计与优化

为实现工作于C、X两个波段的双频带频率选择表面(FSS),采用多层级联的方式,设计了一种基于六边形环的三层FSS结构。通过有限元电磁仿真软件HFSS对该FSS结构的传输情况进行模拟分析,并用控制变量的方法对其结构参数进行优化。结果表明：所设计的C/X双频带通型FSS结构经过参数优化后在C波段通带带宽达到了1.34 GHz,相对带宽为19.2%;X波段通带带宽达到了0.66 GHz,相对带宽为6.6%。两个通带的陡截止性和传输平坦度都比较优秀,带内插入损耗均控制在0.5 dB内。该结构极化稳定性好,TE、TM极化波垂直入射时的频率响应曲线几乎一致。在角度稳定性方面,两个通带在入射角小于60°的范围内基本保持稳定。该FSS结构可应用于双频雷达天线罩等相关领域。     

砷化镓双栅肖特基势垒栅场效应晶体管微波参数测试研究

本文采用中频衰减法和微带测试电路.测量了超高频应用的低噪声GaAs双栅肖特基势垒栅场效应晶体管(以下简称GaAS双栅MESFET)的最小噪声系数NF_min、相应功率增益G_a和增益控制量G_R,借助网络分析仪测量了S参数.测试表明,1GHz下最佳噪声系数NF₀为0.8dB,而G_a、G_R可达11.5dB和48dB,在0.5~2GHz频带内,器件处于稳定工作状态.     

ICP源平面微带螺旋天线参数对性能的影响

分析了平面电感耦合微波等离子体源(ICP)的基本理论,根据其等效电路设计了一个谐振频率在2.45GHz的平面微带螺旋天线,通过建模进行仿真优化,并提出减小损耗的方法。研究发现,螺旋线圈的尺寸是影响谐振频率和Q值的关键因素。这为小功率电感耦合微波等离子体源的进一步研究提供了理论基础。     

介电常数色散的异向介质天线

推导出空间色散异向介质的色散特性方程,利用该材料其中一个方向的介电常数在某特定频率附近为零的特性来制作高指向性天线. 研制了一种交叉金属条结构的异向介质,对放置于这种异向介质中的全向偶极天线进行了仿真,辐射场经过此异向介质与空气的交界面后,在自由空间中集中于异向介质与空气界面的法线方向上、频率为11.5GHz时实现了高指向性,其半功率波束宽度为5±,增益为17.68 dB. 仿真结果与实验结果吻合.     

炸药水下爆炸信号特征分析

为了研究黑索金炸药水下爆炸性能,采用小波变换分析炸药水下爆炸试验数据,分别提取爆炸冲击波和气泡脉动两个不同时段信号进行能量与频率分析,结果表明:水下爆炸冲击波信号能量在频带上分布广泛,冲击波压力能量主要集中在120KHz以下,a8频带所占能量为19.9%,d5频带所占能量为21.6%,这两个频带为优势频带,集中了41.5%的能量;气泡脉动在97.6Hz以内频带能量占到能量的91.7%;水下爆炸冲击波能量和气泡脉动能量占总能量的比例依次为71.9%,28.9%。采用小波分析能很好的满足水下爆炸非平稳随机特征分布的要求,达到准确分析信号特征的目的。     

基于HFSS的不同形状微带贴片天线的仿真设计

微带贴片天线的贴片形状是影响天线性能的重要因素．通过HFSS软件对矩形微带贴片天线和圆形微带贴片天线进行设计与仿真,比较了两种不同形状贴片天线的尺寸以及各自的S参数图、方向图和输入阻抗图．仿真结果表明两种微带贴片天线都存在带宽过窄的问题．综合考虑天线的各项性能指标,矩形微带贴片天线要优于圆形微带贴片天线．     

一种新的基于左手材料的小型化RFID微带天线设计

为满足射频识别(RFID)阅读器小型化的要求,提出一种新的基于左手材料的小型化微带贴片天线.贴片天线采用圆环结构,将地板开槽,形成左手材料特性的8型结构,对天线的特性参数进行仿真计算,仿真结果表明天线具有较好的回波损耗特性,尺寸比普通矩形贴片天线减小了90%,方向性也符合RFID技术对天线的要求,且该贴片天线结构简单,易于实现.     

馈电结构可变化的频率可重构天线

提出一种馈电结构可实时变化的频率可重构天线。利用RF MEMS开关控制天线模型中矩形加载槽的长度来实现频率可重构,从天线等效LC振荡回路和谐振回路电流路径的改变等两方面分析了频率可重构原理。研究结果表明：所设计天线能工作在L、S两波段3个频率段上,即BlueTooth、DCS/GSM和GPS频段。由于3个频段天线工作在同一模式下,所以方向图几乎完全一致。并且RF MEMS开关对馈线结构的调整可解决由于可重构而改变天线口径面辐射体结构带来的匹配问题,使得天线具有良好的可重构特性的同时还满足高辐射增益,实现了一副天线多功能的目的。     

双层分形微带贴片天线

给出一种双层分形微带贴片天线,天线的馈电元和寄生元都进行了Minkowski分形处理,研究了单元分形迭代次数和凹入宽度(indentationwidth)对天线谐振频率的影响.加工并测试了试验天线,计算与实验结果吻合较好.结果表明,该新设计比常规矩形贴片天线尺寸小,并具有较宽的工作带宽和二维对称性,适合于双极化天线应用.