快速计算法向模螺旋天线的电特性

研究了一种计算法向模螺旋天线电特性的新方法.该方法采用了直线段对法向模螺旋天线进行划分,应用合成基函数及相对应的合成检验函数的矩量法对天线进行了模拟分析.用该方法对阻抗矩阵进行了降阶处理,使得求解矩阵方程所需的时间和所需存储量大大减少.计算结果表明,其电流分布和远场方向图与NEC计算结果吻合良好.

法向模螺旋天线分析与设计

首先对法向模螺旋天线进行了理论分析,然后针对无线局域网(WLAN)的应用,设计了一种满足移动终端2.4 GHz工作频率要求的法向模螺旋天线。为实现展宽频带、阻抗匹配等要求,对该移动终端天线进行了优化设计。并且使用CSTMWS电磁场仿真软件对所设计的天线进行仿真计算。仿真结果显示该天线具有50MHz的工作带宽,水平增益在1.54 dB左右。

法向模螺旋偶极子型UHF RFID标签纱结构设计及读取性能评价

以纱线为载体,基于法向模螺旋偶极子型天线结构,通过实际试验和HFSS仿真模拟设计了一种超高频射频识别(ultra-high frequency radio frequency identification,UHF RFID)标签纱。基于UHF RFID标签纱的主要参数如单臂轴长、螺距和螺旋直径,探究标签纱的天线结构对读取距离的影响。结果表明:与直线偶极子型标签纱相比,在不同螺距下,采用法向模螺旋偶极子型天线结构可使标签纱最佳单臂轴长缩短10%~50%;在最佳单臂轴长下,法向模螺旋偶极子型标签纱读取距离比直线偶极子型标签纱提高约5倍;法向模螺旋偶极子型标签纱的读取性能主要受单臂轴长的影响,在最远读取距离条件下,缩短螺距、增加螺旋直径有利于减小单臂轴长,实现标签纱的小型化。

导体板上的法向模螺旋天线的研究

一种新型低姿态磁流天线的设计方法，实验性的测定了位于导体板上法向模螺旋天线的电流相位常数。当螺旋线与导体板间的绝缘层为０．１ｍｍ时，沿螺旋线导线的波长几乎就等于自由空间的波长，这些测试结果可作为同相磁流激励螺旋天线的指导性设计资料。另外如果把螺旋天线置于导体槽内，则其辐射功率和方向图与导体板上的几乎是一致的。

具有倾斜波束的法向模螺旋天线研究

利用法向模螺旋的基本原理,推导出获得圆极化法向模螺旋应满足的条件,并对多臂法向模螺旋的波束调控进行了理论分析,获得了从法向到轴向方向之间任意辐射波束的多臂法向模螺旋的设计方法,利用此方法设计了波束倾斜15о的四臂螺旋天线,实测结果达到设计要求。

法向模螺旋天线近场耦合的研究

根据天线的近场耦合原理,设计了一种近距离传输数据的双频法向模全向螺旋天线,工作频率在160MHz和480MHz。研究表明,实验数据与天线仿真数据基本吻合。此天线利用近场进行数据传输,不易受外部环境的影响,增加了数据传输的稳定性。

一种新型圆极化法向模反转螺旋天线

针对于传统圆极化法向模螺旋天线输入阻抗低、增益小等问题,设计了一种新型反转结构的螺旋天线。该天线采用了反转结构,即在电流反向点处使螺旋物理结构反向,实现天线辐射能力增强,提高天线在工作频率处的辐射电阻,增大阻抗带宽和增益。研究结果显示,一次反转螺旋天线仿真增益达2.45 dBi;两次反转螺旋天线加上巴伦后仿真增益达2.72 dBi,仿真阻抗带宽为2.9%,相应测试结果分别为2.5 dBi和2.8%。需要指出的是,随着反转次数的增多,天线的辐射电阻和增益可以进一步提高,因此可根据不同的设计需求选择不同反转次数。另外,采用3D打印技术加工螺旋,可以有效降低天线加工难度。

基于双螺旋结构的紧凑型全向圆极化天线

针对混合法向模螺旋天线方向图不对称问题,提出了一种基于双螺旋法向模的紧凑型全向圆极化天线。该天线主要由两种不同尺寸的螺旋、连接不同尺寸螺旋的两对金属短棒以及馈电巴伦组成。其中,大小螺旋分别主要贡献水平极化和垂直极化,从而实现全向圆极化辐射。相对于单螺旋法向模天线,该双螺旋天线结构更对称,能够实现更为均匀的全向辐射方向图。同时,利用两对金属短棒将大小螺旋进行级联,天线结构更加紧凑,横向尺寸仅为0.15λ。研究结果显示,该天线仿真轴比带宽2.29~2.49GHz,全向增益范围1.2~2.2dBic,能够实现良好的全向圆极化辐射。天线采用金属3D打印技术进行加工。实测结果与仿真结果吻合良好,实测轴比带宽2.27~2.47GHz,最大增益2.08dBic,水平面轴比小于3d B,适用于室内物联网等应用场景。

加载法向螺旋天线的优化设计

采用螺旋式结构以及加载的方法可以使天线小型化和宽带化。研究遗传算法和有限元法相结合的方法来快速优化设计宽带小型化加载法向模螺旋天线。采用基于变分原理和剖分插值为基础的有限元法来快速精确分析法向模螺旋天线,然后结合遗传算法对加载法向模螺旋天线上的加载集总元件的值、加载位置以及匹配网络参数进行一体化优化设计,并采用Sherman-Morrisorr Woodbury公式来快速求解加载元件值和加载位置改变后的阻抗矩阵方程,提高优化设计的效率。

加载螺旋天线的优化设计

采用螺旋式结构以及加载的方法可以使天线小型化和宽带化.研究了遗传算法和矩量法相结合的方法来快速优化设计宽带小型化加载法向模螺旋天线.采用基于曲线基函数和检验函数的矩量法来快速精确分析法向模螺旋天线,然后结合遗传算法对加载法向模螺旋天线上的加载集总元件的值、加载位置以及匹配网络参数进行一体化优化设计,并采用Sherman Morrison Woodbury公式来快速求解加载元件值和加载位置改变后的阻抗矩阵方程,提高了优化设计的效率.

螺旋天线的快速分析及宽带化设计

研究了一种快速计算螺旋天线电特性的新方法,并结合遗传算法对天线进行了宽带、小型化设计。采用直线段对法向模螺旋天线进行划分,应用合成基函数及合成检验函数的矩量法对阻抗矩阵进行了降阶处理,节省了求解矩阵方程所需的时间和存储量。结合遗传算法对加载法向模螺旋天线上的加载集总元件的值、加载位置以及匹配网络参数进行一体化优化设计,并采用ShermanMorrisonWoodbury公式快速求解加载后的矩阵方程,提高了优化设计的效率。最后,成功设计了一副工作在100～1000MHz的宽带小型化螺旋天线。

一种GSM宽带双频外置螺旋天线的设计与制作

宽带化是目前移动通讯天线设计的主流要求,在分析法向模螺旋天线工作原理的基础上,基于参差调谐的思想,仿真设计并制作出一款多线圈双频法向模螺旋天线,该天线能在不牺牲增益和方向图的情况下,展宽其频带。

应急通导终端系统天线设计

本文基于应急通导终端系统天线进行改进小型化设计。应用小天线理论分析了1.6GHz天线的小型化可能性,针对GB14391-1993M34中对1.6GHzS-EPIRB的性能要求及手持式终端系统的实际要求,为满足天线标称增益、天线轴比等要求,对该手持终端天线进行了优化设计,并且使用CSTMWS电磁场仿真软件对所设计天线进行仿真计算。对仿真结果进行比较,得出更适合手持式应急通导终端系统的小型化天线设计。

多层圆柱形磁性体的散射场

以改善法向模螺旋天线的特性为目的 ,对平面波入射时任意媒质常数为参量的多层圆柱形磁性体的散射反射电磁场特性及内部磁通进行了研究和解析 ,数值计算的结果可作为改善法向模螺旋天线性能抑制反射、散射现象的指导性设计资料。

手持式应急通信终端天线的设计

手持式应急通信终端是在紧急情况下用于定位、导航和通信的设备,是基于EPIR B发展起来的一种应用于个人探险以及科学探险等相关活动的手持式急救系统。天线作为该系统接收和发射无线电波的关键部件之一,其性能的好坏直接影响到整个系统能否正常工作。本文基于GB14391-1993M34中对406MHz的S-EPIRB的性能要求,针对该系统天线的小型化进行了设计与仿真分析。

采煤机用无线遥控信号发射接收装置设计

介绍了采煤机无线遥控系统2种信号发射接收装置设计,对比各装置在应用过程中的优点和缺点,设计一种灵敏度高,发射距离远,可靠安全,符合煤矿安全标准的采煤机用无线遥控发射接收装置。该装置中设计了一个隔爆接线套,通过安装在接线套上的接线柱将采煤机信号引至天线,并且设计一种法向模螺旋天线,同时介绍了该天线相关尺寸的计算方法,以及影响天线工作效率的相关因素。通过仿真测试,验证了天线的辐射功率,发射增益以及阈功率等参数。

SAW温度传感器测温系统中的天线设计

为实现对电力设备接点的测温,设计了基于声表面波的无源无线温度传感器的测温方案,具体研究其天线设计以及天线和传感器的匹配方法。方案中读写器天线采用平面倒F天线,传感器天线采用法向模螺旋天线。通过仿真分析和优化设计使得两款天线的谐振频率均为915 MHz,驻波比均小于1.5,达到了系统要求。通过改变馈点位置实现了平面倒F天线的匹配,法向模螺旋天线的匹配采用了Smith v2.0软件,最终两款天线的阻抗均为50Ω。

具有蛇形结构的全向圆极化螺旋天线

针对传统半波长圆极化法向模螺旋天线辐射电阻低的问题,提出了一种具有蛇形结构的圆极化法向模螺旋天线。该天线包含三段作为主要辐射体的0.5λ长螺旋线和两个有效长度为0.5λ的蛇形结构。其中,引入蛇形结构使得三段主要辐射体上表面电流方向一致,相比传统单段0.5λ螺旋线的辐射电阻更高。另外,蛇形结构通过物理弯折的方法使其上的表面电流方向两两相反,从而使激发的远场电场相互抵消,使得远场辐射主要由三段0.5λ长螺旋线决定,容易获得圆极化性能。采用Ansys HFSS软件建模仿真天线,用金属3D打印技术加工天线样品。测试结果显示,天线成功实现了全向圆极化辐射,最大增益为3.03 dBi,轴比带宽和阻抗带宽分别为8.5%和1.3%。

双层同轴圆柱形磁性体的散射及反射场研究

根据电磁场理论,利用理论解析和数值计算的方法,分析了平面波入射时双层同轴圆柱形磁性体中的磁场、磁通分布及其散射场的特性,提出了改善法向模螺旋天线的建议。数值计算结果表明:在天线器内部填充均匀磁性材料可改善天线性能;当天线器内部为双层磁性介质,且二者磁导率有显著差异时,选择合适的半径可抑制反射场。

一种新型小型双频手机内置天线

该文介绍了一种小型法向模螺旋天线。此天线能工作在GSM和DCS两个频段,带宽分别为8.69%和9.45%。小型螺旋天线外部加载介电常数为2.5介质作为天线罩,馈电采用50Ω同轴馈线。在不需要匹配网络情况下,带内天线的回波损耗和天线增益均能基本满足双频手机的需要。