一种紧凑的准各向同性天线

文中提出了一种具有准各向同性辐射能力的紧凑平面天线。为了实现良好的准各向同性辐射性能,首先基于理想且相互垂直的电偶极子和磁偶极子辐射源模型进行了理论分析。电小环加载的电偶极子工作于三次模时,长直金属条和电小环分别等效为电偶极子和磁偶极子,存在天然的90°相位差。由于电小环辐射能力弱,所以初始的全空间增益差远大于10 dB。因此,文中通过将长金属条弯折成有切口的长方形,降低电偶极子的辐射能力并提高等效磁偶极子的辐射能力,实现了准各向同性辐射方向图。为了验证设计的有效性,加工并测试了所提出的紧凑天线,其尺寸为0.28λ0×0.26λ0×0.01λ0,λ0是中心频率对应的自由空间中的波长。测试结果表明,该紧凑天线具有3.6%的-10 dB阻抗带宽和全空间内增益变化小于4.5 dB的辐射特性。

馈线不平衡效应对平面准各向同性磁偶极子天线辐射性能影响研究

提出同轴线表面不平衡电流的分析方法。根据同轴线和平面磁偶极子天线的连接关系及其固有边界条件,同轴线外表面不平衡电流产生的寄生辐射分量,可用两个高阶谐振电偶极子模式的辐射来近似展开。结合数值分析以及两种平面磁偶极子天线样品的实测比较,发现扣除同轴电缆的寄生辐射效应后,实测和仿真的平面磁偶极天线方向图吻合度可提高20%左右。该方法可用于平面磁偶极子天线实测方向图的数值校准。

环境电磁能量回收的新颖策略与方法

由于无线通信的高速发展,自由空间环境中存在丰富的电磁能量,可作为低功耗器件的有效能源补充。但环境中分布的电磁能量存在位置未知、频率未知以及功率不均等特点,而现有的采用定向接收天线的电磁能量回收系统在此环境下通常存在回收效率低下、尺寸大的缺点。针对上述局限性,本文分析其关键因素,从能量接收和能量转换两个关键环节提出新的策略,通过提升天线对分布在不同方向上的电磁能量的回收能力以及增强整流电路对不同输入功率电磁能量的转换能力来有效提升能量回收效率,实现了三种解决方案。实验结果表明,基于准各向同性天线的回收系统能够对全方位空间上的电磁能量进行有效的回收利用;基于全向天线的回收系统可更集中地回收水平方位所有角度上的电磁能量;基于宽输入功率整流电路的回收系统能够对天线收集到的不同功率的电磁能量进行高效转换。因此,本文提出的环境电磁能量回收的方案可以为能量回收提供新的思路,有助于推动电磁技术在能量回收领域的发展和实践绿色环保的可持续发展理念。