超宽带阶梯形微带单极子天线的设计与研究

针对当前已有超宽带(ultra-wideband,UWB)微带单极子天线带宽窄、尺寸大等缺陷,设计了一款小型化UWB阶梯形微带单极子天线,采用开槽的矩形辐射贴片、阶梯形微带馈电线和缺陷地面结构(defected ground structure,DGS)实现良好的UWB特性.对天线的回波损耗、电压驻波比(voltage standing wave ratio,VSWR)、辐射方向图及增益进行了仿真计算和优化设计,实测显示,天线的工作频段为2.6~22.1 GHz,增益最大值为12.9 dBi,仿真和实测结果基本吻合.所设计天线结构简单、覆盖频率广、尺寸小、工作频带内具有良好的辐射特性,表明该天线适用于各种UWB通信系统中.

小型化超宽带叶型微带单极子天线设计

针对目前超宽带(UWB)微带单极子天线带宽较窄以及尺寸较大等缺点,文中提出一种基于共面波导(CPW)馈电的小型化超宽带微带单极子天线。该天线由叶型的辐射贴片(其上挖去3个圆形贴片)、梯形地板和环形三叉戟共面馈电组成,可实现1~18 GHz的超宽带频率覆盖。使用HFSS软件对天线的结构和尺寸进行分析,得出最终的天线尺寸仅为40 mm×75 mm×0.5 mm。利用矢量网络分析仪进行测试,结果表明,所设计的天线具有179%的相对带宽,在1~18 GHz的工作频段内阻抗匹配良好,并且具有良好的辐射性能;且该天线的工作频率能够实现L波段、S波段、C波段、X波段以及Ku波段的多个频率覆盖,具有超宽带的优良性能。

一种三陷波超宽带贴片天线设计

设计了一种新型的具备三陷波特性的超宽带(ultra-wideband,UWB)天线,其尺寸为31 mm×18 mm×0.8 mm,天线采用在辐射贴片下半部分两侧进行切角和在接地板的中部开槽的方法,扩宽了天线的工作频段,达到了规定的3.1 GHz~10.6 GHz带宽要求。通过在辐射贴片上部分刻蚀倒“L”形缝隙、在辐射贴片下部分刻蚀倒“U”形缝隙以及在微带馈线上刻蚀类“H”形缝隙的方法抑制了3.15 GHz~4.0 GHz、5.1 GHz~5.85 GHz和6.7 GHz~8.2 GHz三个频段,实现了WiMAX、WLAN以及X波段通信下行频率的陷波工作性能,3个陷波段的驻波比均大于2。该天线三陷波特性优越,综合性能优良,在无线通信系统领域中具有较好的应用前景。

一种新型双阻带单极子超宽带天线的设计

在超宽带频段中存在着许多其它系统的工作频段,系统间的相互干扰的问题是一个亟需解决的问题。而陷波是一个简单有效的方法。为此提出了一种新型具有双陷波特性的小型超宽带微带天线。首先介绍了以圆形微带单极子天线为原型,由微带线进行馈电。然后通过在馈电微带两边加辐射贴片和在地板上开U型槽分别实现了对无线局域网和WiMax频段的陷波,从而避免了超宽带频段与其它波段之间的干扰。仿真和实测结果显示,微带单极子天线工作在超宽带频段,且具有良好的陷波特性。非常适用于实际超宽带系统中。

基于曲流技术的超宽带单极子局部放电检测天线设计

电气设备局部放电是衡量电气设备绝缘性能的重要指标,电气设备发生局部放电过程中会产生超高频(UHF)电磁波信号(频率范围0.3~3 GHz),而该UHF信号能量集中于0.5~1.5 GHz频段。为检测该信号,受到通信上UWB天线广泛使用的单极子贴片天线启发,研发了超宽带单极子贴片天线。该天线主要使用了曲流技术,从而获得了超宽带特性。使用HFSS软件对天线的几何形状参数进行优化仿真。仿真结果表明:该单极子贴片天线的回波损耗S11<-10dB的频带范围为0.5~1.57 GHz,在频带内具有良好的方向性;天线具有良好的增益,在0.5~1.57 GHz范围内的增益能够达到1.5~2 dB;天线的制作工艺简单,空间占用小,不需要使用额外的阻抗变换器进行阻抗匹配。搭建了模拟电气设备局部放电国产的实验平台,对天线的实际使用效果进行测试,结果表明天线能够有效检测到电气设备局部放电伴随产生的超高频信号。

基于CSRR的双陷波超宽带天线设计与分析

本文设计了一种结构较为简单的双陷波超宽带天线,其尺寸为32 mm×28 mm×0.508 mm,天线采用圆形辐射贴片,通过在地板上挖不同大小的矩形缺口的方法实现超宽带,达到了规定的3.1~10.6 GHz带宽要求;在圆形贴片上挖开一对变形的C形互补开口谐振环(CSRR),实现了天线在WiMAX(3.3~3.8 GHz)和WLAN(5.15~5.85 GHz)两个频段的陷波功能,除陷波频段外其他频段的VSWR值均小于2,且天线的辐射特性良好,能达到无线通信的要求。

一款用于乳腺癌成像的低轮廓单极子天线设计(英文)

本文利用基于两层双共轭梯度-快速傅立叶变换的矩量法研究了一种新颖的宽带微带单极天线,该天线具有低轮廓特性,尺寸为24×31.7×1.6mm^3。设计的天线具有宽带特性,在3.1 GHz到11 GHz之间的反射系数S_n<-10dB。详细探讨了上述天线的设计步骤和测试结果,结果证明该天线可以用于乳腺癌成像。

一种改进的UWB平面单极子天线设计

为了改善平面超宽带(Ultra Wideband,UWB)单极子天线的性能,提出了在天线的接地板上引入圆弧形切口和将方形接地板的直角改成圆角的设计方法,经过此方法改进后的天线其表面电流分布发生了改变,天线的阻抗特性得到改善,工作带宽进一步扩展,完全覆盖了美国联邦通信委员会(FCC)规定的超宽带工作频段(3.1～10.6)GHz。采用电磁场仿真软件Ansoft HFSS对天线的性能进行仿真,并绘制天线的方向图,仿真结果表明改进后的天线在较低频率几乎实现了全向辐射的方向性,同时也为验证了此改进方法的可行性及有效性。

一种新型的超宽带平面单极子天线研究

设计了一种新型的超宽带平面单极子天线。该天线在覆铜介质基板上通过酸蚀制得,介质基板尺寸为30.0 mm×35.0 mm×1.6 mm,材料是相对介电常数为4.4的FR4,该天线通过在辐射元两端底部形成阻抗阶梯形结构和在接地面采用分形技术来达到展宽带宽的目的。利用仿真软件HFSS对天线参数进行仿真和优化。结果表明,该天线频带宽度达到3.0-13.1 GHz（S11≤–10 dB）,相对带宽达125%,达到超宽带天线的范围（3.1-10.6 GHz）。该设计天线在工作频段内具有很好的辐射方向性和增益,满足超宽带通信的需求。

深度学习架构神经网络对超宽带天线建模优化

为了加快天线建模优化速度,提出了一种基于深度学习网络架构的新型深度多层感知机(DMLP)网络用于优化超宽带天线,该网络采用阶梯下降形深度全连接层网络,应用Adam优化器自动更新学习率,加快了模型的权值更新。应用drop-out技术对隐含层中的部分神经元进行随机剔除,以防止网络层数过深所导致的过拟合现象的发生。使用DMLP网络对超宽带阶梯形微带单极子天线几何参数进行建模,从天线的8个几何参数中提取特征,对天线的S11值进行预测。实验结果表明,该结构网络与传统多层感知器神经网络、径向基神经网络相比,对S11的预测平均误差分别减小了118.32%和123.76%,拥有更高的预测准确度,拟合速度也有较大提升,通过实验验证了此网络的可行性。

CST电磁仿真技术在天线实验教学中的应用

提出了在典型工程问题的指导下构建电磁仿真实验教学环境的构想。以超宽带单极子微带天线的典型工程为例,采用全波电磁仿真软件CST,对典型的单极子微带天线进行优化设计和仿真研究,对天线的宽带辐射特性进行了分析和演示,突出展示了电磁仿真软件辅助实验教学的形象化特点。结合在线网络架设服务,帮助学生更好地提高解决复杂工程问题的能力。