基于光子晶体的新型微带天线研究

介绍采用光子晶体结构的微带天线设计领域的研究进展,并设计了一种在基底上加入光子晶体结构的2.4 GHz的微带天线.通过软件仿真,并与采用传统结构的微带天线进行对比,证明采用光子晶体结构的新型天线在降低输入回波损耗以及提高天线辐射效率等方面具有较大的优势,同时本文也指出了二维光子晶体天线的不足以及今后的改进工作的方向.     

光子带隙微带天线的分析与设计

采用时域有限差分法分析计算了光子隙微带天线的S参数,发现了光子带隙微带结构具有明显的禁带特性,然后利用仿真软件讨论这种结构天线参数的变化与对其禁带特性的关系.最后归纳了这种天线的基本设计原则和这种光子带隙微带天线的优点.     

基于HFSS的双层宽带微带贴片天线的研究

采用HFSS10电磁场仿真软件设计和仿真了一种新型宽频带双层微带贴片天线,本文中天线采用聚四氟乙烯和空气两层介质,通过增加空气介质层的厚度,同时利用圆形金属电容片补偿馈电探针引起的电感,对微带天线进行耦合馈电,仿真结果表明天线的阻抗带宽达到了23%（VSWR≤2）,从而实现了宽频带微带天线的设计.     

一种基于光子晶体的新型微带天线的设计

微带天线在通信、雷达等领域应用广泛,但传统微带天线存在尺寸较大、后向辐射严重等缺点。通过在普通微带天线的介质基板内,引入高度不同的周期性圆柱空气隙作为光子晶体,设计了一种新型微带天线,并利用HFSS 10.0软件对该天线进行仿真。仿真结果表明,光子晶体的引入提高了微带天线的辐射增益,削弱了沿基底方向的辐射,并减弱了天线的后向辐射,天线在整个工作频段内具有良好的辐射特征。     

一种基于光子晶体的新型微带天线的设计

微带天线在通信、雷达等领域应用广泛,但传统微带天线存在尺寸较大、后向辐射严重等缺点.通过在普通微带天线的介质基板内,引入高度不同的周期性圆柱空气隙作为光子晶体,设计了一种新型微带天线,并利用HFSS 10.0软件对该天线进行仿真.仿真结果表明,光子晶体的引入提高了微带天线的辐射增益,削弱了沿基底方向的辐射,并减弱了天线的后向辐射,天线在整个工作频段内具有良好的辐射特征.     

正方排列芯壳型平板光子晶体禁带特性的研究

构建了正方排列的芯壳型平板光子晶体结构,发现这种芯壳型平板光子晶体较传统的介质柱型平板光子晶体能获得更宽的类TE禁带.分析了两种模型,一种是芯层折射率为3.5,壳层折射率为2;另一种是芯层折射率为2,壳层折射率为3.5,发现当芯层折射率大于壳层折射率时,光子禁带明显增宽.     

基于光子晶体PBG结构的微带天线优化研究

为保证天线工作频率落在光子晶体禁带范围,对一款矩形微带天线模型进行分析与计算。采用光子晶体作介质,通过改变空气孔的孔径和孔距,优化馈电点位置,应用HFSS12电磁仿真软件进行建模、扫描、优化与分析,获得最佳传输性能。优化后,天线回波损耗比原来降低31.24 dB,相对带宽达5.3%(驻波比VSWR≤2时),天线最大辐射方向增益达25.3 dB。结果表明,光子晶体PBG结构极大地提高了微带天线的传输性能。     

二维内嵌结构式光子晶体带隙特性研究

针对正方晶格光子晶体因带隙特性较差而使其应用受到一定限制的问题, 设计一种新型内嵌结构式二维光子晶体, 即在普通正方晶格光子晶体内部嵌入同类晶格的光子晶体。同时对介质柱型和空气孔型光子晶体分别进行了仿真实验。结果表明, 采用内嵌结构式光子晶体后, 无论是介质柱型还是空气孔型光子晶体, 都较普通正方晶格光子晶体的带隙条数增加2～10条, 带隙率也均有了显著提升。该方法是进一步寻求完全禁带正方晶格光子晶体结构的有效方法。     

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。     

含左手介质双缺陷态的一维光子晶体窄带双频滤波器

提出了一种具有双缺陷态特性的一维光子晶体结构,用左手介质作缺陷态材料,并且用光学传输矩阵法分析了这种结构的传输特性.仿真结果表明,在这种光子晶体的光子禁带上会出现两个极窄的穿透窗口,而禁带内的频段几乎无法通过,通过改变晶体的膜层周期数,该窗口频段的透射率最高可以超过98.6%.同时,该结构的透射率可以通过改变介质层周期数和负折射率值大小而调节.这种结构的光子晶体非常适合制作双频段的超窄带滤波器,并且有望在未来高速光通讯中得到应用.     

光子晶体在卡塞格伦光学天线中的应用

光子晶体是一种介电常数在空间周期变化的人造晶体,其最基本的特征是具有光子禁带,是一种新兴的光学材料,其优异的光学特性适应了光学天线发展的需求。文中在介绍了光子晶体的结构、特性及其主要的理论研究方法的基础上,针对光学天线小型化的趋势,介绍了光子晶体的带隙特性给光学天线在分束、滤波、准直方面性能改善提供的便利,最后着重阐述了光子晶体器件在卡塞格伦光学天线中的应用。     

三角环嵌套型双极印刷多频天线的仿真与实验

提出了一种多个三角环嵌套结构的多频天线模型及其应用实例。天线为双极印刷电路结构,每极由四个三角环单元嵌套而成,采用平衡微带线馈电,整个天线印制在介质材料的两侧。采用电磁仿真软件CST Microwave Studio?软件进行仿真分析,得到了三角环的结构参数与输入反射损耗之间的规律。设计了一个可以工作于四个频段（2.4/3.5/5.2/5.8GHz）的多频天线,制作了天线的实物并在微波暗室内进行测试,仿真与实验结果表明,该型天线能工作于4个频段,在每个频段内都具有H面全向特性,且天线尺寸仅为30mm?0mm,仅相当于工作于相同最低频段的对称振子长度的51%,具有小型化的效果,可以广泛应用于WLAN和WiMAX领域。     

一种宽带微带贴片天线的新设计

设计和制作了一种宽带微带贴片天线,采用不同介电常数,不同厚度的基板叠加,利用半环形开路微带天线通过接地板上的缝隙耦合馈电。经过仿真计算和实验测试,这种结构的微带贴片天线完全满足平面天线阵的应用。由于采用边沿馈电,所以相对其他宽带微带天线而言,在宽带平面微带天线阵方面应用前景广阔。     

单馈圆极化微带天线等效电路

基于腔模理论提出一种简单、方便的单馈圆极化微带天线的等效电路,同时给出基于等效电路的轴比特性计算公式。设计了一种中心频点为2.43 GHz，轴比带宽为30 MHz的单馈圆极化微带天线,对其轴比特性采用等效电路分析计算与全波仿真和实测得到的结果基本一致,从而为圆极化微带天线轴比特性的获取提供了一种新的方法,极大的方便了天线设计过程中的调试。     

一种新型智能手机的平面小型GPS天线的仿真研究

提出了一种应用于手机上的全向GPS天线。它覆盖了两个常用GPS频段:1227.6+/10 MHz和1575.42+/-10 MHz,其回波损耗大于10 dB。天线的主辐射体由两个矩形金属片和四个三角形组成,总体尺寸为20 mm×70 mm×0.8 mm。仿真结果表明所设计天线能达到GPS通信的要求。     

两种新型树状结构的分形天线研究

结合分形技术的优点,研究了2种新型分形天线。分别对这2种天线进行了0阶、1阶、2阶仿真分析比较。其中一种新型树状分形结构应用于传统印刷偶极子天线,研究表明2阶分形天线的工作频点相对于0阶工作频点下降了59.7%,具有非常好的尺寸减缩性。另一种将圆弧应用于单极子天线中,具有良好的多频性,相邻谐振频点的比值是变化的,这也使得天线设计更加灵活。这2种树状分形结构具有设计简单、易制作,对于天线的小型化和多频性的研究和设计提供了较好的参考价值。     

共面波导馈电圆极化微带天线研究

对一种结构新颖的共面波导馈电圆极化微带天线进行了研究。天线的辐射单元采用两个方形贴片,简并分离单元分别附加在两个方形贴片的不同边沿,共面波导开路终端通过耦合对两个方形贴片进行馈电。整个天线具有对称的结构,抑制了共面波导中的偶模分量,产生了两个同旋向的圆极化辐射波。分析并设计了这种天线单元,天线的实测-10 dB回波损耗带宽达到11.6%,圆极化带宽达到1.86%,在前、后两个方向上均辐射左旋圆极化(LHCP)波。理论设计结果与实测结果吻合较好。     

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.