基于分形理论弯折线对称振子天线的研究

利用基于有限积分法的电磁仿真软件CST Microwave Studio对天线的谐振频率、谐振点输入阻抗、天线带宽、天线定向性等天线特性进行仿真研究,通过改变天线的几何形状找出它与天线特性参数之间的关系。结果表明,在不改变天线外部长度的情况下,通过改变天线的弯折次数、弯折角度、弯折高度、弯折置向等方法,可有效地降低天线的谐振频率,控制天线的输入参数,从而实现天线的电小化设计。这为分形天线的几何参数与电参数之间关系的研究提供理论依据与数据支持。

弯折线偶极子天线谐振特性的研究

本文研究了由矩形弯折线构成的偶极子天线的谐振特性,分析了弯折线偶极子天线的弯折次数、矩形弯折的高度以及弯折角度等参数对天线谐振特性的影响。结果表明,弯折线偶极子天线的参数改变对天线谐振特性有较强的调节作用,适当的改变天线的参数可以获得较好的天线尺寸缩减特性,适合RFID标签天线的应用。

弯折线天线原理、结构及其研究进展

弯折线技术作为一种减小天线尺寸和实现宽频带的有效手段,在现代天线设计中被广泛使用。根据不同的技术要求,研究者们提出了多种改进结构。文中介绍了6种具有代表性的弯折线天线结构,其中包括双弯折线天线、折叠式弯折线天线、立体式弯折线天线、渐变式弯折线天线、行波弯折线天线和弯折线缝隙天线。同时也对上述6种天线的工作原理以及研究进展进行了简要的阐述。

基于WLAN应用的非均匀弯折线单极子天线

通过时域有限差分法,研究了非均匀弯折线单极子天线各弯折节的线宽和线长对天线谐振特性的影响,并对背面耦合贴片的作用进行了分析。结果表明,弯折节的线宽和线长对天线的谐振特性有较强的调节作用;适当改变各弯折节的线宽和线长可以有效地调节天线两个最低谐振频率的相对位置;耦合贴片可以在不影响第一谐振模式的基础上,有效地改善第二谐振模式的谐振特性,增加天线第二谐振模式的阻抗带宽。最后制备出一种背面带有耦合贴片的非均匀弯折线单极子天线,该天线的频带能够有效覆盖IEEE 802.11b/g（2.4-2.484 GHz）和IEEE 802.11a（5.15-5.35 GHz,5.725-5.825 GHz）三个频段,能够满足WLAN应用。

双弯折线天线谐振特性的数值研究

提出一种新型单极子天线,天线的辐射主体由双弯折线构成,通过矩量法研究天线的谐振特性.通过比较分析,得到了天线谐振频率、谐振点电压驻波比、带宽以及输入阻抗随不同几何参数的变化规律.研究结果为此类偶极型天线的小型化设计提供了依据.

非均匀弯折线单极子天线的设计与制备

通过时域有限差分法,研究了由矩形非均匀弯折线构成的单极子天线的谐振特性,分析了非均匀弯折线各弯折节线长、线宽和线间距对天线双频性能的影响.结果表明,弯折节的线长和线宽对天线的第1谐振频率和第2谐振频率有较强的调节作用.通过引入非均匀结构,适当改变各弯折节的线宽和线长可以有效的调节天线2个最低谐振频率的相对位置.文章最后制备出一种双频非均匀弯折线单极子天线,该天线频带能够有效覆盖IEEE802.11b/g(2.4～2.484GHz),802.11a(5.15～5.35GHz,5.725～5.825GHz)2个频段,能够满足WLAN应用.该双频天线的设计方法还可以用在其他双频天线的设计中.

弯折线偶极子射频识别标签天线设计方法研究

由于弯折线偶极子天线具有体积小,辐射效率相对较高等优点,常常被用来设计射频识别标签天线。提出了一种通过弯折线偶极子天线尺寸计算其电感值,从而间接求解谐振频率的方法,分析了设计一般弯折线偶极子天线尤其是应用于射频识别标签的弯折线偶极子天线的局限性,辐射效率低。针对上述问题,提出了改进方法。并利用仿真软件和实验对此改进方法进行验证。仿真及实验结果表明,改进后的计算方法能够跟据已知的谐振频率设计出相应的弯折线偶极子标签天线外形,从而简化了设计步骤,缩短了设计周期,提高天线的效率和准确性。

梯形弯折线单极子天线的谐振特性

基于矩量法数值方法,研究了由梯形弯折线构成的单极子天线的谐振特性。着重于分析在天线高度和宽度都有明确尺寸要求条件下,天线输入参数与梯形弯折线弯折次数的关系以及与弯折角的关系。结果表明,弯折角的改变对天线谐振特性具有很强的调节作用,恰当地选择弯折角可以有效地改变天线的谐振频率与带宽,提高天线的辐射能力和匹配性能。

弯折线与T匹配结构的小型化射频识别标签天线

为了克服小型化标签天线中存在的结构复杂、造价较高、增益较小、不易与芯片匹配等缺点,提出了一款基于弯折线结构的标签天线,并采用T匹配网络对天线进行馈电。用矢量网络分析仪对该标签天线的阻抗特性进行测试,测试结果与仿真结果相仿。在保证带宽的前提下,天线的尺寸大大减小,仅为19mm×30mm,增益达到1.48dBi。天线在尺寸及阅读距离方面都有很大的突破,具有一定的理论研究意义和应用前景。

基于VHF频段的弯折面顶加载天线设计

为了提高机载单极子天线的终端匹配性能,实现天线的小型化,设计了一种VHF频段顶加载与弯折面式的机载刀型天线。采用顶载技术与弯折线理论构建天线结构模型,并且运用遗传算法和数值优化等方法对天线电性能进行分析。仿真分析与实物测试结果表明,在105~265 MHz频段范围内满足S11≤10 dB,达到相对带宽86.5%,为工程设计提供了良好的理论依据。

加载技术在天线小型化设计中的研究

研究学习了加载技术及其与其他小型化、宽带化技术的组合应用,并介绍了加载的优化设计,通过最优化分析寻求加载的最优位置、加载形式、元件值,从而设计满足指标要求的宽带小型化天线。由于天线的方向系数、效率、带宽和体积尺寸等构成矛盾的关系,如何协调和折衷上述关系获得最佳天线结构,成为宽带小型化天线设计的核心问题。研究表明,将加载和其他技术的整合应用是未来天线设计的发展趋势。

一种小型化UHF频段RFID标签天线的设计

针对射频识别(RFID)标签天线小型化的发展趋势,设计一种UHF频段弯折偶极子标签天线.采用弯折线结构有效地减小了偶极子天线尺寸,同时引入T型阻抗匹配环实现了天线和标签芯片的良好阻抗匹配.经HFSS建模仿真验证表明,设计的天线在915 MHz谐振频率时带宽(S11<-10 dB)能覆盖UHF频段850 MHz^980 MHz.设计的天线具有较高的增益性和良好的方向性.平面尺寸为20 mm×75 mm.

应用于WLAN的双频段MIMO天线设计

本文设计了一款能覆盖WLAN的2.4-GHz和5.8-GHz频段MIMO天线。该MIMO天线单元由两根弯折线结构的天线组成,天线单元之间的距离仅为4mm。在2.4-GHz低频段,在有限的空间内利用天线的布局获得了良好的隔离度;在5.8-GHz高频段,引入中和线技术提高了端口之间的隔离度,获得最大约29.5d B隔离度改善。仿真结果表明,该天线在工作频段内具有趋于全向辐射的特性,并且通过S参数计算出来的包络相关系数的值远小于0.01,说明该MIMO天线具有较好的分集增益。

小型圆极化天线的交叉极化抑制方法研究

本文研究了一种小型圆极化微带天线在低仰角下抑制交叉极化的方法.文中提出了在辐射贴片上设置一个交叉槽来缩小天线尺寸,其高度和直径的仅为0.123倍波长和0.777倍波长.进一步针对该天线,分析了天线在不同底板类型下的低仰角交叉极化特性,提出了一种紧凑的弯折线环腔底板结构.采用紧凑的MLRC(Meander-Line Ring Cavity)结构可以显著降低天线在低仰角下的交叉极化,并且在整个上半空间的轴比(AR,Axial Ratio)也得到改善.所获得的腔体高度和直径仅为0.064倍波长和0.448倍波长.天线电压驻波比(VSWR,Voltage Standing Wave Ratio)小于2的阻抗带宽达到20.8%,轴比小于3dB的圆极化带宽为8.5%.从天顶到水平面,交叉极化电平不大于23.2dB.轴比小于3dB时,波束宽度可达190°以上.

基于变容二极管的紧凑型反射移相器

本文设计了一种紧凑型宽带移相器,该移相器采用左右对称结构,通过调整施加到变容二极管的电压改变它的电容,使输出波的反射相位变化.通过对反射电路的传输线进行弯折减小了移相器的整体尺寸,同时展宽它的带宽.优化后的移相器尺寸为18×11.2×0.635mm3,结果表明:所设计的移相器在5.51GHz到6.64GHz的工作带宽内S11优于-10dB,最大的插入损耗为1.86dB,当变容二极管的电容在0.18~1.1pF变化时,移相器相位随着电容的变化达到50°.

基于枝节结构的小型化宽频带UHF-RFID天线设计

针对现有超高频射频识别(UHF-RFID)标签天线工作带宽狭窄、频段标准不一致而导致天线兼容差的问题,设计了一款小型化宽频带标签天线。利用弯折线结构延长天线电长度,将天线尺寸缩小至31 mm×23 mm×1.6 mm,同时天线末端采用等距枝节结构以形成多谐振频点效应并有效减缓天线阻抗变化,达到扩展工作频带,对称的天线结构亦可实现全向辐射。仿真结果表明,天线有效工作带宽(优于-10 dB)为833~984 MHz,可覆盖整个UHF-RFID频带(840~960 MHz),天线增益达-2 dB,且全向性良好,能满足小型化宽频带UHF-RFID标签天线设计需求。

机载UHF频段蛇型单极子宽带天线设计

设计了一种由天线辐射结构与宽带匹配网络组成的宽带小型化机载天线。天线基本结构是在单极子天线的基础上加载弯折线技术实现小型化,宽带匹配网络是由集总器件设计的匹配电路和带通滤波器构成,在机载特高频(Ultra High Frequency,UHF)频段实现宽带匹配。利用有限元法软件和矩量法软件进行仿真及优化,得到天线各项参数数值,制作实物并测试。测试结果表明,设计的天线阻抗带宽达到45 MHz,相对带宽达到10.29%。天线的方向图仿真结果为水平全向增益大于等于0 dBi,垂直方向3 dB波束宽度大于等于65°。满足机载天线的设计要求。