60 GHz低损耗宽带的超表面天线阵列

研究一种基于超表面的60 GHz 1×2宽带天线阵列.为降低传输损耗,天线阵列由间隙波导功分器馈电,间隙波导传输线两侧放置电磁带隙结构,能量通过缝隙与顶层超表面耦合,从而向空间辐射.天线阵列安装在Rogers 4350b介质基板上,由超表面辐射器引入的准TM₃₀谐振模式与缝隙辐射单元的本征模式结合,从而拓展天线带宽,改善天线增益.研究结果表明:天线阵列-10 dB |S₁₁| 带宽仿真结果为49.3~65.0 GHz,实测结果为48.5~64.8 GHz,覆盖57.0~64.0 GHz范围的无授权毫米波通信频段;在匹配带宽内,天线的最大增益为11.8 dB,3 dB增益带宽为15%.     

阶梯型宽带双频全向单极天线

文章介绍了一种新型宽带双频全向单极天线。在正方形单极天线贴片的基础上寄生一块矩形贴片的方法达到双频工作的效果,且在每个谐振点都具有宽带特性;同时,为了克服单极天线在高频段却很难达到全向或者接近全向辐射模式的缺点,采用一种简单的阶梯型结构,在高频段提供良好的全向辐射特性。     

一种用于WLAN的双短路针调谐U形槽加载的双频微带贴片天线

提出了一种在贴片上加载U形槽并应用双短路针调谐的双频微带天线.该天线应用于无线局域网IEEE802.11b和IEEE802.11a系统中.通过在贴片天线上加载U形槽产生两个谐振频率,调节两个对称的短路钉使其工作在无线局域网的频带内,增大了天线带宽.仿真实验得到该天线的两个谐振频率分别为2.4 GHz和5.2 GHz,其低频和高频的相对带宽分别为4.2%和5%,可充分满足无线局域网的要求.     

基于HFSS的短路针加载微带贴片天线的仿真设计

微带贴片天线在当今通信中应用广泛,但在低于2 GHz的低频带工作时,其尺寸成为使用的制约因素.笔者通过HFSS软件对加载短路针的微带贴片天线进行研究,与未加载短路针的进行比较,发现短路针加载之后,可以很好地减小了天线的尺寸,并且可以获得较好的频率与阻抗特性.     

一种槽加载三频贴片天线

提出了一种新的三频微带贴片天线的设计方法.通过在靠近矩形贴片的两辐射边处不对称地开窄槽,使得在三个谐振点处显示出相似的辐射特性,从而实现三频工作.设计天线的测试结果验证了本方法的有效性.     

宽频带Fabry-Perot谐振器印刷天线

分析了采用贴片式频率选择表面(FSS)为盖板、U形缝隙矩形贴片为辐射器的Fabry-Perot谐振器印刷天线,揭示了其天线频带远窄于辐射器频带的原因.鉴于上述Fabry-Perot谐振器天线的实用频带主要受限于谐振型的盖板,因此要展宽实用频带,就应弱化盖板的谐振特性,所以提出将FSS中相同尺寸的方形贴片改进成沿一维或二维渐变尺寸的结构.同时应增宽阻抗频带和增益频带及其相互交叠的带域,即增宽可利用的公共频带.仿真结果显示这种改进增宽了此类天线兼顾高定向性和阻抗匹配的实用频带.     

短路针加载小型微带贴片天线的优化设计

短路针加载微带贴片天线结构复杂，特性受多种因素影响，且不易实验调试，因此设计这种天线非常困难．为了解决这一问题，提出了短路针加载微带贴片天线的优化设计方法．该优化设计方法共分两步进行，首先，对天线的频率特性进行优化，然后在此基础上对天线的阻抗特性进行优化．利用该法，对工作于移动通信频段的短路针加载矩形贴片天线进行了具体设计，设计结果表明，利用该法进行设计，不仅可以得到同时满足频率特性和阻抗特性的设汁结果，而且设计的收敛性也大大提高．     

一种基于Minkowski分形边界的小型化宽频蝶形天线

利用Minkowski分形边界结构,设计了一款面向全球定位系统应用的宽频带蝶形天线.通过对不同迭代次数的分形天线进行仿真对比,选取2次迭代的分形结构设计了工作于GPS波段的蝶形天线,加工制作出该天线并对其进行测试,测试结果和仿真结果吻合较好,从而验证了设计方法的正确性.与具有相同谐振频率的方形贴片天线相比,该天线面积缩减了约28.7;,这说明分形结构的空间填充性可以用来增加天线辐射单元的有效电长度,实现天线的小型化设计,而且分形结构的引入对天线的方向图特性没有影响.     

用于车载终端通信的双频段全向偶极子天线

针对露天矿山车载终端通信的需求,文章基于山字型结构设计一款同时满足4G/5G通信的全向偶极子天线。基于双锥天线模型设计全向印刷偶极子单频天线,通过在两侧加载枝节引入高频谐振,并通过在倒三角辐射贴片上开L形缝隙和矩形缝隙实现频段的展宽及谐振频点的偏移;对两侧枝节的末端进行渐变处理,使天线的谐振频率在拐点处可以平滑地过渡,从而在较宽的频带内获得良好的阻抗匹配。仿真和实测结果表明,该天线具备双频段全向的辐射特性,完全满足设计要求,且结构简单小巧、容易安装、不易受到损坏。     

一种采用T形缝的超宽带陷波天线

文章提出了一种基于矩形贴片天线改进而成的具有陷波特性的超宽带天线.该天线采用微带线馈电,通过将矩形贴片改进成多边形贴片,并在天线地板上嵌入一个凹形槽改善天线的辐射特性,使之达到超宽带的特性,同时在天线贴片上嵌入一个T形槽线使其具有陷波特性.仿真和测试结果表明,该天线在3.1～10.6 GHz频带范围内回波损耗小于-10...     

一种基于CRLH传输线的圆极化微带天线

提出了一种利用复合左右手传输线(CRLH TL)来设计小型圆极化贴片天线的方法。采用在天线地板刻蚀逆开口谐振环(CSRR)实现并联电感以及在贴片中央开槽实现串联电容。由于CSRR能够有效降低+1阶模式谐振频率,因此,可以缩小天线电尺寸。同时,由于CSRR的不对称性产生的寄生模式与+1阶模式相互正交,通过调整贴片中央的圆形宽缝可以使二者幅度相等,故而形成圆极化辐射。实验结果表明:该圆极化天线电尺寸为0.389λg×0.389λg,阻抗带宽和轴比带宽分别为16.08%和1.52%,该天线用50Ω微带线直接馈电,不需要阻抗变换线和接地过孔,易于设计加工。     

混合馈电方式的印刷多频单极子天线设计

针对多频微带天线多个频点的阻抗匹配优化问题、频点间的相互干扰问题以及在辐射远场的辐射方向问题,文中的天线设计方案采用将共面波导馈电方式和耦合馈电方式组合在一起的混合馈电方式,来优化天线的阻抗匹配．并利用加载寄生贴片和加载缝隙技术来减弱频点间的相互干扰,实现天线的多频、宽频带,全向辐射．天线的谐振频率覆盖2．42～2．82 GHz 和3．4～5．85 GHz,满足 WLAN/WiMAX 规定工作频段要求．     

应用于无线局域网的低剖面宽带双频微带天线的设计

提出一种应用于无线局域网(WLAN)的低剖面单馈双频宽带微带天线.该天线辐射贴片由三个矩形连接桥连接内外两块辐射贴片构成,并在U型外贴片上加载一根短路探针,通过加载连接桥和短路探针拓展天线的工作带宽.微带天线介质基片由上下两层FR4介质板和中间空气层组成,剖面高度为0.042λ.测试结果表明,天线回波损耗大于10 d B的工作带宽分别为2.39~2.50 GHz和5.02~5.87 GHz,在两频段中心频率2.45和5.5 GHz时增益分别为6.14和8.82 d Bi.该天线剖面低,增益高,能够完全覆盖IEEE 802.11a/b/n/ac标准所规定的工作频段,具有较好的工程应用价值.     

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。     

用于多频通信的分形微带贴片天线

介绍了分形理论,把分形理论应用在一种方形微带贴片天线上,简化了天线结构,并利用电磁仿真软件CST对天线分别进行了保持天线的外、内尺度不变2种情况下的不同迭代次数的仿真分析.着重分析了固定外尺度、改变内尺度的情况下的天线谐振点变化,得出了谐振点随迭代次数的变化规律,实现了多频段工作的特性.同时证明了所得出谐振点的方向图均为全向,所设计的天线实现了全向辐射.     

等离子体圆形反射器天线辐射特性的数值计算

采用辅助差分方程时域有限差分(ADE-FDTD)算法对一种具有快速动态重构能力的等离子体圆形反射器天线(PRRA)的归一化辐射方向图及反射系数进行了数值计算.计算结果表明:等离子体圆形反射器天线能够在微秒量级内完成不同辐射波束形状和发射方向的切换,实现天线辐射特性的快速动态重构且具有较宽的工作频带.     

新型WLAN双频微带贴片天线的设计

提出了一种适用于宽带WLAN的新型双频微带贴片天线结构,即在圆形贴片上开四段对称弧形环槽,再在各槽口处向外凸出小矩形槽.该结构具有良好的双谐振特性,其中心频率分别为2.44GHz和5.25GHz,带宽在VSWR=2时能够全覆盖ISM双波段,并且在工作波段具有良好的增益特性,均在5dB以上.     

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.     

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。     

基于CSRR-DGS的高选择性宽带滤波天线设计

设计了一款基于互补开口谐振环缺陷地结构(CSRR-DGS)的宽带端射滤波天线。非平衡微带巴伦馈线的高通特性使得天线较低频边缘具有良好的频率选择性。为了提高带内上频带边缘的频率选择性,将CSRR-DGS单元加载到准Yagi天线的反射型金属地中,在辐射增益曲线的上频带边缘引入辐射零点。滤波天线的相对带宽(S11<-10 d B)达到26.5%,在天线工作频率范围内,天线增益非常稳定,在3.7～4.7 GHz内增益起伏小于1 d Bi,最大增益为4.6 d Bi。与传统通过带通滤波器和天线的综合设计方法相比,具有较小的尺寸和更好的频率选择性。