用于卫星定位的多叉单极子阵列天线设计

针对两种现有卫星定位系统对天线的性能要求,设计出星形切角辐射贴片,并将其与具有高辐射强度和优良定向辐射工作能力的微带单极子天线、具有宽频率范围辐射性能的多叉单极子结构、具有超强频率兼容性的不对称阵列天线相结合,设计了能够兼容全球定位系统和北斗卫星导航系统的多叉单极子阵列天线。该天线兼具高性能冗余天线和定向辐射天线的优点,能够完全覆盖现有卫星定位系统工作频段,是一款具备较大应用潜力的高性能卫星定位天线。

三维小型化圆形超宽带天线设计

为了获得更小的天线尺寸和稳定的辐射模式,提出了一种共面波导(CPW)馈电的三维小型化圆形超宽带(UWB)天线。在圆形平面UWB单极子天线的基础上,通过在圆形辐射贴片和接地面上垂直加载金属翼的方式,实现了同时工作于无线局域网(WLAN)和UWB应用频段的小型化UWB天线设计。利用电磁仿真软件对天线性能进行了仿真。仿真结果表明:在2.39~10.76 GHz频段内,该天线反射系数小于-10 dB,峰值增益为1.3~4.6 dB,辐射效率大于80%,群延迟小于0.5 ns,面积为24 mm×29 mm。相对于传统的圆形平面UWB单极子天线,该天线尺寸减小了44%,在小型化无线通信设备中具有广阔的应用前景。

具有三陷波特性的新型超宽带天线设计与研究

提出了一种新型三陷波特性超宽带(UWB)天线。该天线采用FR4介质基板,由50Ω微带线馈电。天线由水杯形辐射贴片和改进的三切角矩形接地板组成,带宽覆盖到2.7~14.0 GHz。在辐射贴片中间开C形槽,产生了3.2~3.7 GHz频段的陷波特性,且在地板上刻蚀U形窄缝隙,实现了5.0~5.9 GHz频段的陷波特性,在微带馈线上开U形窄缝隙,能够实现7.9~8.7 GHz频段的陷波功能。仿真与测试结果基本一致,表明该天线能有效阻隔WiMAX(3.3~3.6 GHz)和WLAN(5.15~5.825 GHz)波段以及国际电信联盟(ITU,8.01~8.5 GHz)频段的窄带信号干扰。除陷波频段外该天线具有良好的性能和全向辐射特性,可广泛于各种超宽带系统中。

带引向器的非对称平衡对拓Vivaldi天线设计

设计了一副改进的非对称平衡对拓Vivaldi天线。辐射贴片外边缘用3阶多项式曲线修正,以实现很宽的阻抗带宽。在天线口径处嵌入一个金属贴片作引向器以改善天线的辐射特性。对辐射贴片引入非对称性,使得E面波束偏离得到进一步补偿。实测结果表明,该天线具有极宽的工作带宽,在2~40 GHz内的增益大于0 dBi,且在15~30 GHz内的增益大于14 dBi;E面的波束偏离在6~40 GHz频率范围内小于3°。该天线具有结构简单、尺寸紧凑(44 mm×98 mm)以及方向图稳定等优点。该天线能够较好地应用于相控阵、超宽带系统等。

一种利用耦合阻抗改善天线阵列匹配的方法

提出一种利用无源辐射贴片寄生阵与阵列单元之间互耦效应Smnqp(第mn个天线单元与第qp个无源贴片之间的耦合系数),改善天线阵驻波特性的方法。分析Smnqp与天线阵单元之间耦合系数Smn(m≠n),增益,回波损耗Smn(m=n)的关系,可以得出适当的Smnqp可以降低天线驻波,而根据文献(10)的描述,在天线增益不变的情况下,Smn(m≠n)应该增大。实际应用中,可以通过修改贴片尺寸改变Smnqp。如果合理应用,可以优化天线性能。基于上述理论,设计3×3矩阵并对HFSS仿真结果进行分析,得出Smnqp对天线回波损耗,增益,等各种性能的影响。

陷波可重构的小型化UWB天线设计与实现

设计并实现了一种具有陷波可重构特性的超宽带天线。天线主要由阶梯状辐射贴片、微带线馈线和矩形地板等组成。在天线辐射贴片和微带馈线上分别刻蚀C形和U形缝隙,在刻蚀缝隙的中心位置加载PIN二极管开关,通过开关的导通与断开,改变刻蚀缝隙的结构尺寸,实现了3个频段的陷波功能。采用ANSOFT HFSS仿真软件获得天线相关参数。测试结果与仿真结果基本相符合。设计的天线在3.41~10.84 GHz频带范围内具有3个陷波频率可重构的特性,阻抗特性以及辐射特性能够应用于超宽带系统。

机载无线传感器小型化微带天线设计

针对机载无线传感器网络对天线小型化的需求,采用对辐射贴片开矩形槽的方法,设计了一种机载无线传感器小型化微带天线。选用F4BTM材料作为微带天线的介质基板,提高基板抗振强度,辐射贴片开槽延长电流的有效路径,降低天线谐振频率,实现了60 mm×60 mm尺寸的小型化天线设计。利用HFSS软件对天线进行了仿真计算,并在天线暗室进行了参数测试,测试结果表明:中心频率915 MHz,带宽3.52 MHz,天线方向±47°,增益-2.7 dB,可以满足无线传感器系统使用要求。