磁单极子阵列总场异常反演建模

[目的]无人机搭载总场磁传感器检测舰船上方总场异常情况时,需要建立相应的总场异常反演模型,实现对舰船水下磁特征和空中远场磁特征的评估。[方法]根据舰船上方平面测量的总场异常数据,建立基于磁单极子阵列法的舰船磁场反演模型。根据舰船上方测量的总场异常,反演得到舰船的磁单极子阵列强度,从而实现舰船水上和水下三分量磁场特征的评估分析。在实验室条件下进行磁性船模验证实验,测量船模的上方和下方平面磁场,根据上方平面测量的总场异常进行反演建模分析。[结果]结果表明,采用船体分布的三维磁单极子阵列进行总场异常反演建模,可以实现舰船上方和下方磁场评估线上三分量磁场的高精度评估分析。[结论]该反演建模技术为无人机测量舰艇磁场的工程应用奠定了理论和技术基础,为舰船磁场检测分析提供一种新的选择。

高增益、宽带调谐的电小双E微带单极子天线设计

设计了一款双E结构的微带单极子天线,其包括一个E形底部曲流结构和一个E形顶载结构。通过开槽和引入弯折线,大幅缩减天线尺寸,实现电小设计;在弯折线边缘不同位置加载金属条进行阻抗调节,产生不同谐振点,实现天线在宽频段内调谐;弯折线的分布式电感改善天线阻抗特性,有利于提高天线增益。仿真和测试表明,天线可在51.2~178.1 MHz调节谐振频率,调谐带宽达到了110.68%;调谐频段内天线增益为-5.36~0.3 dBi;其电尺寸仅为0.087λ×0.027λ×0.00128λ,其中λ为谐振频段低端频率51.2MHz对应波长。

一种方向图可重构单极子天线设计

提出一种新的方向图可重构单极子天线。该天线由一个矩形单极子和两组寄生条带组成,寄生带由类似于“2”和“5”字型的曲折条带组成,在左右两边寄生带中各加入一个PIN二极管。通过打开或关闭相应的PIN二极管,寄生带表面电流将发生变化,从而改变天线的方向图。天线可获得3种不同的可重构模式,包括一个双向模式(±X方向)和两个定向模式(+X方向或-X方向)。结果表明,3种模式下天线的带宽分别为2.26~2.64 GHz,2.12~2.64 GHz,2.13~2.64 GHz,其重叠带宽为2.26~2.64 GHz,相对带宽为15.5%;3种模式下天线的带内最低辐射效率分别为90%,91%,91%,均能达到90%以上。测试的带宽分别为2.22~2.65 GHz,2.12~2.59 GHz,2.13~2.60 GHz,与仿真结果基本一致。所提出的天线具有小型化、高效率、结构简单等优点。

一种用于局部放电检测的超宽带环形-单极子天线

为提高电气设备局部放电检测准确度和灵敏度,提出一种超宽带环形-单极子天线。该天线主要由环形天线、类三角形单极子、金属枝节和金属地板构成。其中,类三角形单极子嵌入在环形天线内部,并通过金属枝节与环形天线连接,从而引入电磁耦合和产生新的谐振模式,改善天线阻抗匹配,扩展天线工作带宽,实现超宽带阻抗匹配和辐射特性。研究结果表明,天线在0.29~3.10 GHz频段的仿真反射系数低于-10 dB,最大仿真增益为8.8 dBi,在超宽频段内实现了良好的阻抗匹配和辐射特性。测试结果和仿真结果吻合良好,天线在0.29~3.16 GHz频段的测试反射系数低于-10 dB,最大测试增益达到9.3 dBi,适用于电气设备局部放电检测。

宽带方向图可重构圆形单极子天线设计

论文设计了一种具有宽频带、小型化的方向图可重构天线。首先,设计一款具有定向辐射特性的单极子天线通过加载二极管,改变二极管工作状态的方式改变天线的辐射特性,保证不同辐射状态下具有宽带特性,实现三个波束偏转的功能天线在3 GHz~4 GHz的全频段满足阻抗匹配特性。仿真结果表明天线在3 GHz~4 GHz频带S11小于-10 dB,最大辐射方向增益在5 dBi左右,且具有良好的辐射特性。

共面波导边缘结构的平面单极子天线

共面波导与微带线相比具有较低的损耗,并易于与其它电路结构集成。传统共面波导馈电的矩形单极子天线频带较窄。为了展宽天线带宽在矩形贴片底部开槽,并将共面波导的中心导带延伸至凹槽顶端进行馈电。将凹槽的顶端和共面波导的一部分地面设计成渐变结构,并通过在凹槽中插入阶梯结构对天线的输入阻抗进行调整。仿真结果表明,新型结构可将天线带宽由原来84.8%展宽到167.2%(频率范围为:2.17GHz～24.3GHz,S11≤-10dB)。实际测试结果与仿真值吻合良好。该天线具有近似全向的辐射特性,适合于便携式超宽带通信系统。

磁单极子与电磁对称性

研讨磁单极子的理论假设、探测现状及其研究意义。基于电磁对称性,认为在目前的经典电磁理论中用磁场强度定义磁单极子强度的单位比较合适,并推导出存在磁单极子时麦克斯韦方程组对称形式。

用于卫星定位的多叉单极子阵列天线设计

针对两种现有卫星定位系统对天线的性能要求,设计出星形切角辐射贴片,并将其与具有高辐射强度和优良定向辐射工作能力的微带单极子天线、具有宽频率范围辐射性能的多叉单极子结构、具有超强频率兼容性的不对称阵列天线相结合,设计了能够兼容全球定位系统和北斗卫星导航系统的多叉单极子阵列天线。该天线兼具高性能冗余天线和定向辐射天线的优点,能够完全覆盖现有卫星定位系统工作频段,是一款具备较大应用潜力的高性能卫星定位天线。

一种用于变压器PD检测的套简单极子天线传感器研究

根据电力变压器的结构特点,本文设计了一种用于局部放电超高频检测的套筒单极子天线,阐明了该天线的结构,给出了天线参数的计算原则和方法。通过优化参数,改变了天线的输入阻抗,使得天线在检测频段内有良好的驻波比特性、较高的增益和稳定的检测方向。经仿真计算和实测得到天线的工作频带为350～500 MHz,中心频率为425 MHz,在整个工作频带内的增益较为稳定,均值达到2.16 dBi左右。实验室中实测表明,该天线可有效检测到变压器局部放电超高频信号,且具有较高灵敏度和良好的方向性。

一种新型超宽带单极子天线设计与仿真

通过单极子和高介电常数（相对介电常数为38）陶瓷介质谐振器的耦合设计了一种新型类齿状UWB单极子天线，以实现天线超宽频带的目的。采用软件HFSS进行仿真，并对天线模型参数进行优化，得到最佳设计效果。结果表明，该天线频带宽度为2.6~20.0 GHz（S11≤–10 dB），相对带宽达到了154%，满足超宽带天线要求。该天线实现小型化超宽带的同时，在整个UWB匹配频段内，具有良好的驻波比和方向图特性，较好地兼顾了各方面的性能。

有限圆盘地面上套筒单极子天线

提出了一种分析有限尺寸圆盘地面上套筒单极子天线的新方法.采用粗圆柱线天线快速精确计算模型,选用正弦插值基函数,将圆盘地面和套筒作为一个整体进行矩量法分析计算,研究其驻波和辐射方向图特性.分析了一副工作在225～515MHz频段、电压驻波比小于3 0的实用套筒天线,其数值计算结果与实验结果吻合良好.

加载单极子天线的时域辐射特性

基本的单极子天线由于其本身的特性会在天线内部对馈入的信号进行多次反射 ,严重制约着它的辐射性能。采用时域有限差分法对比计算了加载与非加载单极子天线的时域辐射特性。计算结果表明 ,加载是改善单极子天线时域辐射性能的最佳选择 。

新型超宽带单极子天线的设计

研制了一款超宽带印刷单极子天线,通过在接地板上开方形槽,展宽带宽的同时也改善了带内特性。再在金属贴片顶部开扇形槽,进一步在高频段展宽了频带。实测结果显示,改进后的天线-10 dB阻抗带宽为2.1~25.5 GHz,而原不加槽天线的仿真带宽为2~11.4 GHz,带宽展宽了14 GHz。仿真和实测结果显示,天线在2.5 GHz8、GHz2、5 GHz的方向图对称性良好。

快速计算套筒单极子天线

利用矩量法分析计算套筒单极子天线的电性能参数。采用与实际天线较为接近的矩量法分析模型和一种新的粗圆柱线天线快速精确计算模型 ,大大提高了分析计算的精度 ;引入 [Z]矩阵插值法 ,提高了分析计算的速度。将该方法与最优化技术相结合 ,设计出一付工作在 2 0 0～ 70 0 MHz频段、VSWR<2 .6、增益 G>5.1 d B的实用套筒单极子天线 ,理论分析与实验测试吻合良好 ,从而说明了该方法的有效性和实用性。

HFSWR单极子交叉环天线阵的自适应抗干扰

为了提高高频表面波雷达的抗干扰能力 ,结合现代天线理论和自适应数字信号处理技术 ,以宽频带单极子交叉环天线为基本单元 ,设计了高频表面波雷达自适应抗干扰的宽频带接收天线阵系统 。

平面印刷单极子天线频带抑制技术的应用

为克服无线通信系统间相互干扰,采用频带抑制技术对共面波导馈电圆形单极子天线进行改进,设计出一副具有双阻带特性的超宽带天线和一副用于无线局域网/全球微波接入(WLAN/WiMAX)系统的三频段天线.通过在圆形贴片底端加载两条多边形槽线,实现了3.29～4.00 GHz和5.29～6.00 GHz抑制频段的超宽带天线,阻带覆盖了WLAN/WiMAX应用频段.在三频段天线的设计中,综合采用五边形槽线、调谐枝节和扇形槽加载技术,对频带进行阻断和控制.实测三频段天线的工作频带为2.25～2.80 GHz、3.3～3.8 GHz和5.1～5.9 GHz,覆盖了WLAN/WiMAX系统的应用频段,并在其余频段具有良好的频带抑制特性.所设计的两幅天线均具有可调的工作频段,适合复杂环境中对无线通信系统相互干扰的抑制.

应用于WLAN/WiMAX的三频单极子天线设计

设计了一种三频段L型单极子平面天线,通过3个L型单极子天线的组合,使其中一个单极子天线工作于3.5 GHz频段,较长一个单极子工作于2.4 GHz频段,较短一个单极子工作于5.8 GHz频段,该天线与其他三频段平面天线相比,结构更为简单。为数值分析和优化,在HFSS建立了该天线的电磁仿真模型,仿真结果表明,该三频段天线在其3个工作频段内的回波损耗都<-10 dB,实现了2.4 GHz,3.5 GHz和5.8 GHz三频段同时工作。该天线可在WLAN和WiMAX通信系统中得到良好的应用。

超宽频单极子陶瓷介质谐振器天线设计与仿真

设计了一种尺寸小、频带宽、结构简单的单极子陶瓷介质谐振器天线，该天线经由在单极子周围加一个环形的介质谐振器而成。该设计主要通过在环形谐振器中使用高介电常数的陶瓷材料降低天线的尺寸，利用环形谐振器与单极子谐振频率之间的耦合展宽天线的频带。利用仿真软件HFSS为该天线建立模型并进行优化仿真，得到了最佳的天线设计参数，优化所得天线的频带宽度为2．5～19．0GHz，相对带宽达到了150％。

快速精确分析套筒单极子天线的一种实用新方法

本文利用矩量法分析计算套筒天线 .文中采用一种新的粗圆柱线天线快速精确计算模型 ,提出了所谓的“等长分段”方法 ,并使用了一种固定间隔电压源模型 ,大大提高了分析计算的精度 ;通过使用正弦插值基函数、引入Daubechies小波变换等 ,提高了分析计算的速度 .最后 ,设计制作了一付工作在 2 0 0 - 70 0MHz频段、VSWR≤ 3.0的实用套筒天线 ,其分析计算结果与实验结果相吻合 .

共面波导(CPW)馈电单极子天线的设计与研究

给出一种工作于 90 0MHz的共面波导 (CPW )馈电单极子天线的设计。该单极子天线以共面波导的中心导带为辐射单极子 ,以中心导带两边的金属导体作反射板 ,结构简单紧凑。但是由于天线与共面波导之间缺少有效的隔离 ,造成天线性能受共面波导尺寸的影响较严重。本文通过模拟计算和实验测量详细分析了共面波导尺寸的变化对天线性能的影响 ,给出了结合共面波导尺寸设计的工作在 90