加载寄生单元的双频宽带天线设计与研究

为展宽微带天线的带宽,设计一种加载寄生单元的双频微带天线,适用于3.5 GHz和5.8 GHz的WLAN/WIMAX通信和RFID技术的应用。所设计天线通过在主辐射贴片开T形槽、在接地板条带处开矩形槽和加载寄生单元的方式来实现双频段和扩展整体工作带宽,同时也提高了天线设计的灵活性。在馈电上采用偏心嵌套馈电,可以方便调节天线的阻抗匹配特性。该天线工作频段分别为3.40~3.70 GHz和5.49~6.18 GHz,相对带宽分别为8.57%和11.90%,且仿真和实测结果较为吻合,与传统天线相比,具有双频宽带的优势。

应用于RFID标签的纸基微带寄生单元天线

为了使RFID标签天线与标签IC阻抗匹配,提出一种基于微带寄生单元天线结构的纸基RFID标签天线设计方案.通过矩量法仿真,给出了微带寄生单元天线阵列结构变化对天线匹配阻抗和方向图的影响,并制作了一款具有弯折线特征的微带寄生单元RFID标签天线.仿真和实测结果表明,同时采用弯折线和寄生单元天线结构可以获得匹配阻抗实部较小、虚部较大的RFID标签天线.

含有寄生单元的倒F天线分析与设计

提出了在普通倒F天线的两侧和底部同时添加寄生单元的改进倒F天线,该天线与普通的倒F天线相比有更宽的带宽。设计了一个工作于中心频率1.2GHz的改进倒F天线。对该天线的电气特性进行了仿真计算,并对天线主要结构参数对谐振频点和阻抗带宽的影响进行了详细分析。该天线相对带宽达到了33%(VSWR<2),约为普通倒F天线阻抗带宽的4倍,有效地展宽了传统倒F天线的工作带宽,在宽带通信系统中有较好的应用前景。

带寄生单元宽带单极子天线研究

提出并设计了一种带寄生单元宽带单极子天线,该天线由一个单极子天线附加两个寄生振子组成。仿真及实验结果证明:天线在保持单极子天线特性的同时,实现了其宽带特性。该天线在750～2240 MHz的频带内反射损耗小于-10 dB,具有水平全向的方向图、稳定的增益。天线的结构和电特性决定了天线有广阔的应用前景,非常适用于移动通信终端设备,作为手持终端天线和车载天线将大有可为。

具有寄生单元的新型带阻超宽带天线

提出了一种新型微带馈电的,具有带阻特性的平面超宽带天线。该天线的辐射贴片与接地板是完全一样的,通过在辐射贴片背面加上寄生单元来获得对于无线局域网(WLAN)频段的带阻特性,对寄生单元的各个参数对带阻性能的影响进行了研究,可以方便地通过改变寄生单元的尺寸来改变阻断频带的位置。该天线易加工、便于集成,且方向图有很好的全向特性。测试结果表明,该天线对WLAN波段有很好的抑制功能,适合于超宽带系统使用。

宽带双极化微带天线中不同寄生单元的研究

在层叠结构宽带双极化微带天线单元中,常见的是寄生单元和主辐射单元形状相同,尺寸略微不同。目前,寄生单元形状与主辐射单元不同的宽带双极化微带天线结构极少有报道研究。文中提出了2种新型天线结构和2种常见结构,即正方形-圆形、正方形-圆环、正方形-正方形、圆形-圆形4种组合。计算结果表明:不同的单元组合,得到的天线电性能不同,新型结构与常见结构相比,在隔离度和交叉极化电平等性能上较优。

一种具有U形寄生单元的三陷波带陷超宽带天线设计

设计了一种采用微带馈电的平面超宽带天线，并在该超宽带天线的基础上，通过在微带馈线的旁边加栽u形寄生单元的方式，在3．1-10．6GHz的通带内实现了3个频段的带陷特性。该天线采用RogersRT／duroid5880为基板，整体尺寸仅为23mm×13mm×0．508mm，具有易加工、便于集成的特点。仿真和测试结果表明该天线在3．25～3．6GHz，5．1～5．9GHz和9．5-9．9GHz处形成3个陷波频段，适合于超宽带系统的使用。

采用寄生单元的三频手机天线设计

该文设计了一种低剖面、结构紧凑的平面倒F型三频手机天线,通过采用附加寄生单元增加天线的带宽,使天线完全覆盖GSM900、DCS1 800和PCS1 900频段,且增益大于0dB,满足无线通信系统对频段和带宽的要求。与传统的PIFA天线相比有更宽的带宽,在宽带通信系统中有较好的应用前景。

背面寄生单元形成双陷波超宽带天线

提出并制作了能避免来自WLAN和X波段卫星通信系统干扰,具有双陷波特性的超宽带天线。该天线印制在介电常数为4.4的FR4材料上,整个天线的尺寸为22 mm×31 mm×1.6 mm。通过在辐射贴片背面和地面之间添加由L形结构结合调谐枝节形成的新颖背面寄生单元使天线具有两个陷波。该设计使用HFSS软件仿真,仿真与测试结果表明所提出天线结构实现了双陷波功能。

采用寄生单元的PIFA三频手机天线的设计

采用附加寄生单元的方式扩展频段,设计一种新型的PIFA三频手机天线。运用时域有限差分法(FDTD)计算该天线的回波损耗和方向图。仿真结果表明,天线在相应的三个工作频带(GSM900/DCS1800/ISM2450)内回波损耗S11<7.5dB(VSWR<2.5),增益大于0dB i,满足了无线通信系统对频段和带宽的要求。

采用改进型宽带集成巴伦和分布式寄生单元的带宽增强双极化天线

提出了一种可于2/3/4/5G应用的带宽增强双极化天线.该天线由分布式集成巴伦、主辐射器、2个改进型宽带集成巴伦和反射器构成.首先,分析了改进型宽带集成巴伦利用新型齿形短路槽线调节天线输入阻抗的原理.其次,为了改善天线宽带阻抗匹配和辐射特性,提出了在主辐射器上方加载一个由2×2金属圆盘构成的分布式寄生单元.通过齿形短路槽线的阻抗补偿和分布式寄生单元的电磁感应作用,天线获得了增强的阻抗带宽和稳定的辐射模式.为了验证设计,加工测试了带宽增强双极化天线.实验结果表明,该天线获得了72.2%的工作带宽(1.69~3.60 GHz),带内回波损耗小于-15 dB,端口隔离度大于30 dB.在2/3/4G频带内,天线的半功率波束宽带为(66±5)°,增益为(9.0±0.6)dBi;在5G频带内,天线的半功率波束宽度为(61.5±2.5)°,增益为(9.8±0.3)dBi.在整个频带内,天线的交叉极化鉴别率和前后比都大于20 dB.

宽轴比波束双频带北斗导航天线设计

[目的]为了有效拓宽北斗天线3 dB轴比波束宽度,提出一种加载寄生单元的开槽叠层微带贴片天线。[方法]通过叠层基板结构实现北斗双频带特性,并通过开槽拓宽双频段带宽,在贴片边缘切角实现双频带圆极化;同时在贴片周围加载L形寄生单元来拓宽天线的3 dB轴比波束宽度。[结果]实测和仿真结果吻合度较高,在北斗B1和B2频段的相对带宽为3%和7.5%;3 dB轴比波束宽度可达到180°和176°;增益最高可达6 dBi。在北斗接收机试验中,天线搜星数量能达到17颗以上,定位精度在米级以内。[结论]所设计的双频带北斗导航天线具有宽轴比波束宽度和高定位精度,研究结果可为小型北斗导航天线的设计提供参考。

宽带寄生单极天线设计

针对无线通信系统对天线宽带化、小型化的要求,本文提出的新型宽带小型天线,是一种通过对天线加载寄生单元,然后对振子排列组合而产生宽带频段的单极天线。该天线具有较宽的阻抗带宽和水平全向的方向图,实测小于-10 dB的频率范围为60MHz—210MHz,与仿真结果基本吻合。这种天线形式结构简单,易于加工,利于在车载电台、移动通信终端推广使用。

一种可控三陷波超宽带天线设计与研究

为了避免如Wi Max,WLAN和X频段卫星系统等窄带通信系统对超宽带通信系统的影响,该文提出一种具有可控三陷波特性的超宽带天线。该天线通过在辐射贴片和接地板上开槽,并在基板背面增加环形寄生单元的方法实现三陷波特性。天线在3.1-10.6 GHz的超宽带频段内能够有效地工作并抑制3种不同的窄带通信系统的干扰。同时在环形寄生单元处增加开关设置,使天线能够实现双/三陷波的功能切换,并增强陷波性能。实测和仿真结果吻合,该天线实现了良好的陷波功能,在工作频段内有良好的辐射方向特性。

一种小型化五频段可重构蝶形天线的设计

提出了一种新型多频段可重构天线.该天线采用小型平面蝶形结构,尺寸为35.0mm×38.0mm×1.6mm,由U型馈电带线、矩形寄生单元和接地面构成.通过调节馈电带线的长度和选择寄生单元,改变天线的局部结构和表面电流分布,从而获得不同的工作频段.该天线可在1.94～2.22GHz、2.32～2.54GHz、3.08～3.78GHz、3.63～4.83GHz、4.82～6.85GHz五种频段之间实现可重构,覆盖了主要的无线通信系统工作频段,各个状态具有良好的全向辐射特性和较高增益.因此,具有较大的实用价值.

一种宽频高增益的Ku波段微带天线设计

微带天线的固有窄带特性是限制其受到广泛应用的重要原因之一。运用寄生单元和引入空气间隙等技术,设计了一种适合Ku波段的宽频带高增益天线。微带天线的设计采用新颖的椭圆寄生贴片,同时引入空气层,这样不仅降低了微带天线的Q值,还达到增加微带天线带宽的目的;同时半椭圆寄生单元的引入也进一步提高了天线的增益。仿真及测试结果表明,天线回波损耗小于-10dB的相对带宽达到23.7%,同时带内增益基本大于8dB。

具有带阻特性的新型超宽带天线研究

据短距离无线电通信系统对超宽带天线的要求,提出了一种新型的具有带阻特性的印刷超宽带天线。采用在辐射贴片传输线旁边加上2个U形寄生单元来实现天线的带阻特性,天线的辐射贴片与接地板具有一致的结构,使得天线的辐射方向图与偶极子天线非常类似。对U形寄生单元的各个参数对带阻性能的影响进行了研究,仿真结果表明可以方便的通过改变寄生单元的尺寸和位置来改变阻带的位置和宽度。可实现天线频带宽度(S11≤-10 dB)3.5 GHz^14.6 GHz,相对带宽达123%,并实现了4.9 Ghz^6.1 GHz的阻带特性,实验结果表明该天线适用于超宽带系统的应用。

一种双频段方向图可重构的方形天线的设计

提出了一种新型的双频段方向图可重构方形天线。该天线由贴片-槽-方形环及四个带U型槽的类喇叭形寄生单元构成。通过改变U型槽结构的深度,天线可分别工作在2.45GH和5.25GHz两个频点。通过控制贴片-方形环-喇叭形寄生单元之间通断,选择相应的寄生单元,天线可分别在θ=45°和θ=90°平面上实现4个方向的定向辐射。该天线在2.42~2.52GHz和5.21~5.32GHz两个频段上具有较好的定向性,适用于抗干扰性能要求较高的多频点工作的无线通信系统。

一种K波段小型化MIMO天线设计

针对K波段微带天线具有体积小、方向性好等优势,设计了一款小型化多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)天线。通过对辐射贴片切角、接地板刻蚀缺陷地结构,保证天线小型化的同时拓宽带宽;通过在接地板加载多开口槽矩形寄生单元,降低中低频处耦合,刻蚀互补开口谐振环(Complementary Split-Ring Resonator,CSRR),在固定频点处产生谐振,隔离度有效提高。利用三维电磁仿真软件和矢量网络分析仪分别对该天线进行仿真与实测,结果表明:天线整体尺寸极小,仅为15 mm×24 mm×0.8 mm,天线在17~27.2 GHz(相对带宽达到46.2%)工作频段内S_(11)≤-10 dB,S_(21)≤-18.3 dB,包络相关系数ECC小于0.001。天线特性良好,可广泛应用于无线通信、射频识别及民用雷达等领域。

一种双陷波超宽带阵列天线的设计

以传统矩形微带天线为基础模型,设计了一种双陷波超宽带阵列天线。阵列由两个相同结构的超宽带单极子天线构成,均由微带线馈电。通过在辐射贴片上蚀刻两个C型槽实现了WiMAX和WLAN频段的陷波,在两个贴片边缘开一个矩形缺口并加载寄生单元来提高隔离度。测试与仿真吻合度较好,天线覆盖2.5~12.0 GHz,具有3.3~3.7 GHz和5.1~5.9 GHz两个阻带,隔离度全部高于22 dB,峰值增益达6.7 dB,辐射方向近乎全向,可应用于UWB无线通信系统。