二维/三维可调纸基超材料天线

为满足移动通信系统对多频段、小型化天线的设计需求,结合超材料的结构优势,基于折纸技术设计了一种二维/三维可调双波段纸基超材料天线。为了说明纸基天线易加工、低成本、易携带等特点,分别将导电银浆涂覆在不同纸基材料上制备了天线实物样机。仿真和测试结果表明,在二维和三维状态下,天线分别工作在2.45 GHz和1.40 GHz频率处,且通过调节内环折叠角度可实现工作频段的调控。此外,分别研究了二维和三维天线的辐射方向图。二维天线的主辐射方向与天线所在平面垂直,而三维天线的主辐射方向受内环折叠角度调控。所设计的纸基超材料天线为实现工作频段可切换的天线设计提供了新思路,在便携式移动终端、多波段通信等领域具有广阔的应用前景。

基于零阶谐振器的低剖面宽带锥状波束微带天线研究

提出一种利用零阶谐振器实现锥状波束天线带宽展宽的新技术。天线将4个零阶谐振器加载到圆形贴片内,从而引进新的谐振,大大增加天线的带宽。该技术将天线的带宽从4.86%扩展到12.8%。天线增益达到5 dBi,最大辐射方向为36°。该天线具有结构简单、加工容易、剖面低和成本低的优点,在整个频段内具有良好的锥状波束特性,而且波束稳定性良好。

基于开口谐振环的三层高效电小天线设计

为提高电小天线的辐射效率,提出一款基于开口谐振环结构的3层小型化环形天线。天线的3层结构分为中间的馈电层和两侧的耦合层,采用电磁耦合方法实现激励。在馈电层设计了一种倒“山”形匹配网络,弥补了传统耦合馈电SRR天线存在部分反向电流的缺陷;通过加载耦合环结构实现强磁耦合,降低天线的金属损耗;在耦合层与馈电层间设计支柱固定的空气间隙,有效地降低介质损耗,从而提高辐射效率。采用电磁仿真软件对天线进行设计,并分析了介质基板对天线性能的影响。对设计的天线进行了实物研制与测试。结果表明,实测结果与仿真结果基本吻合,天线的中心频率为50.03 MHz,电尺寸为0.045λ_(0)×0.045λ_(0)×0.01λ_(0)(λ_(0)为工作波长),其在水平面内具有良好的全向性,辐射效率大于41%。

双臂圆锥对数螺旋天线的矩量法分析

用矩量法将Nakano方程化为矩阵方程,给出了广义阻抗矩阵、电压矩阵的表达式,并以双臂圆锥对数螺旋天线为例,研究了天线上的电流分布和辐射特性。此方法精度高,编程容易,解决了任意形状的线天线的分析问题。

高频地波雷达电小多频天线设计

本文通过顶部加载多个平面阿基米德螺旋线圈得到具有多频功能的电小地波雷达天线。采用CST软件设计多个平面螺旋线圈的尺寸参数,所设计的天线具有3.7 MHz、6.5 MHz和8 MHz三个频点,天线总高度相对3.7 MHz的天线电长度仅为0.077λ,属于电小天线。采用Dixon优化算法实现多频点的阻抗匹配,在匹配元件数较少前提下保证各个频点带宽大于60 kHz,满足了设计要求。天线实测结果和CST仿真结果吻合,说明了本文方法在实现高频地波雷达天线小型化和多频化方面具有可行性和有效性。

基于RWG基函数的伽略金法中奇异性积分的精确快速计算

利用电磁场积分方程的伽略金法求解理想导体电磁散射问题时需要计算奇异性的二重面积分(即4维积分).伽略金法的基函数和检验函数广泛采用RWG(RaoWiltonGlisson)矢量基函数.传统上采用奇异值提取技术和Duffy坐标变换法处理该奇异性积分,本文提出了一种更为精确和高效的计算方法,该新方法通过参数坐标变换、相对坐标变换、积分区域分解和广义Duffy坐标变换相结合的技术消除了被积函数的奇异性并降低了原4维奇异性积分的数值积分维数.通过计算实例证明该方法的精确性和高收敛特性.

任意锥角有限长双锥天线电磁特性的仿真研究

运用基于有限元法的HFSS电磁场仿真技术 ,对任意锥角有限长的双锥天线的电磁特性进行数值研究 ,得到了包括对称双锥、不对称双锥、盘锥等不同类型锥体天线的阻抗特性和远区场辐射特性 ,特别是宽锥角下的宽频带特性等。计算结果与实验值及其它理论数据较好地吻合 。

一种微带准八木天线的改进设计

在Ramadan A.Alhalabi设计的准八木天线基础上进行了改进设计,采取增加展宽天线带宽的两个寄生贴片和振子耦合枝节和提高天线增益的天线背面引向振子组,减小天线体积的馈线结构等改进措施,从而达到展宽天线相对带宽的目的。使用Ansoft HFSS软件对改进天线进行仿真实验年和对实物天线进行测试,结果表明:这种改进型天线结构设计合理,其相对带宽都大于20%(VSWR≤2),在2.4GHz处的增益都大于10dB,天线具有良好的性能,从而拓宽了该准八木天线的应用范围,而且紧凑的结构和较小的尺寸便于天线组阵。

VHF宽带小型化套筒天线的优化设计

研究了VHF宽带小型化套筒天线的设计与制作。采用遗传算法与模拟退火法相结合的优化方法 ,对套筒天线的结构参数以及宽带匹配网络的元件值进行一体化设计。分别采用外插收敛法、[Z]矩阵插值法以及小波变换法来提高矩量法分析计算天线的速度。

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.

AWE技术结合矩量法分析某型八木天线

应用AWE技术结合矩量法分析了某型八木天线的辐射特性。首先采用矩量法求解八木天线的电场积分方程 ,得到某一频率点的电流分布和输入阻抗 ;通过Pade逼近[5] 获得任意频率的导纳 ,从而得到该型八木天线的频率响应 ;给出了天线上的电流分布、输入导纳以及辐射方向图 ,对AWE MOM与MOM的计算结果进行了比较 ,两者比较接近 ,但AWE

等离子体八木天线的仿真与实验研究

在传统八木天线理论基础上,设计了一款等离子体八木天线,通过CST软件仿真得到其S11参数、辐射方向图,并根据软件仿真优化参数加工制作出等离子体八木天线原理样机,用高性能矢量网络分析仪对原理样机的S11参数进行了测量。结果表明,当等离子体密度较高时,等离子体八木天线具有很好的定向性以及较高的增益,具有与金属天线可比拟的性能。

载体微带八木天线的优化设计

八木天线在被用作弹体引向天线时,由于一侧柱体反射的影响,天线增益恶化严重。利用NEC软件,考虑了一侧柱体的影响,对工作在L波段的微带八木天线的增益进行了优化,使得天线增益达到15dB,并用CST仿真其结果。

采用Z矩阵插值法快速计算套筒单极子天线参数

利用矩量法分析计算天线宽频带电性能参数时 ,通常需要对每一个新频率点重新计算阻抗矩阵Z ,介绍了一种Z矩阵插值法 ,仅需对 3个插值基点频率直接进行计算 ,便可通过二次插值快速生成带内其他频率点上的Z矩阵 .与直接计算相比 ,Z矩阵插值法将计算速度提高了近 10倍 ,而插值造成的误差却很小 .最后 ,将该方法与最优化技术相结合 ,设计出一副工作在 2 0 0～ 70 0MHz频段、VSWR小于 2 6、增益大于 5 1dB的实用套筒单极子天线 。

超短波宽带双鞭天线的研究

采用矩量法分析了超短波宽带双鞭天线的电特性。计算时采用正弦插值基 函数、点选配法精确求解天线表面上的电流分布,并结合遗传算法,优化设计了天线 结构及合适的天线阻抗匹配网络,使其在30～88MHz频带内的电特性得到改善,满 足驻波比小于3.0,增益大于3.0dB。最后制作了天线样机,理论计算结果与测量 结果吻合良好。

宽带宽波束圆极化微带八木天线

提出了一种具有两级双贴片引向器结构的双馈圆极化微带八木天线.通过移除部分接地板结构,有效地增大了天线在端射前向的圆极化增益和波束宽度.等幅异相的同轴双馈模式使得该天线具有较宽的工作频带.数值仿真与实验结果表明:该天线同时满足驻波比RVSW≤1.5及端射方向轴比RA≤3dB的相对带宽为11%.天线在俯仰面仰角0°至80°的范围内具有良好的圆极化辐射特性,方位面主极化半功率波瓣宽度达到88°,同时具有较高的辐射前后比.良好的工作特性表明此天线可作为机载或弹载通信的备选天线.

一种八木天线前向增益优化的改进处理方法

就文献中八木天线前向增益优化的单元间距微扰迭代法 ,提出了一种改进的处理方法。它采用 Hallen方程和电流分布函数的殆全域多项式展开相结合的方法作为天线分析的基础 ,使得优化算法的数学表达更为简洁 ,尤其避免了半波振子作激励单元时繁杂的数学处理 ,简化了数值计算过程 ,而且矩阵维数增加不多。文中给出了天线分析部分的计算实例和结果比较。

精确分析任意导体地面上的套筒单极子天线

利用矩量法分析任意形状导体地面上的套筒单极子天线。对面结构选用三角形面元矢量基函数 ,对细线结构选用三角基函数 ,对线面结合处采用一种特殊的基函数 ,将导体地面和天线作为整体进行分析 ,大大提高了分析计算的精度。分别分析了两付位于圆形和方形地面上的实用套筒天线 ,其数值计算结果与实验结果或软件模拟结果吻合良好 。

加载谐振环的新型宽带准八木天线设计

设计了一种新型宽带准八木天线,该天线采用微带线进行馈电,通过一种新型的巴伦结构实现了微带线到共面带状线的转换。天线有一个辐射振子和两个引向振子,介质板背面的金属地板作为反射器,具有较宽的带宽。为了进一步提高增益,在引向振子前端加载两组开口谐振环单元。改进后天线的-10 dB阻抗带宽为53.7%(5.9~10.2 GHz),增益达到了5.7~9.3 dB,相比改进前平均提高了2 dB。对原型天线和改进后天线分别进行了加工测量,测量结果与仿真结果基本吻合。

基于矩量法的分形环八木天线的特性分析

八木天线是一种常用的天线形式。本文将Minkowski分形环应用于八木天线设计中,利用分形结构的空间填充特性来减小天线的横向尺寸,从而实现天线小型化设计。设计了工作于880～960MHz的6元二阶Minkowski分形环八木天线,以矩量法为核心对设计天线进行数值分析,将线天线模拟为细带线模型,天线表面采用三角单元进行剖分,RWG基函数作为电流展开函数。同方环八木天线进行了比较,在驻波特性、辐射特性相似情况下,分形环八木天线的尺寸缩减了29.8%。