EBG结构在阿基米德天线中的应用

提出了一种基于EBG结构的天线系统截面优化方案,采用EBG结构代替以往常用的λ/4反射腔结构,可以使天线系统截面高度大大缩减。并对背面加载EBG结构的阿基米德螺旋天线辐射特性进行了仿真分析,仿真结果表明EBG结构可以代替反射腔结构使天线具有单向辐射特性。

曲折臂形式的阿基米德螺旋天线小型化研究

把阿基米德螺旋天线的天线臂设计成曲折线的形式,以延长天线臂的电长度,从而达到小型化的目的。对几种不同折线方式的天线进行了仿真,选取一种最佳形式,对其进行了优化,并给出了一种宽频带双面微带线巴伦的设计方法。仿真与实验结果表明：在0.8～4.0GHz频段,与经典阿基米德螺旋天线的结果相比,天线的口面面积减小27%时,仍具有良好的阻抗特性、轴比特性和增益特性。

一种新型曲折臂阿基米德螺旋天线

提出了一种新型曲折臂阿基米德螺旋天线结构——正弦波曲折臂阿基米德螺旋天线。在阿基米德螺旋线中加入正弦波可以在螺旋线半径一定的情况下更好地延长天线臂的电长度,提高天线的小型化程度,并有助于保持传统阿基米德螺旋天线优良的辐射特性。仿真和测量结果表明:在2 GHz～10 GHz的频率范围内,与传统的阿基米德螺旋天线相比,正弦波曲折臂阿基米德螺旋天线口径面积减少了47%。

曲线分段的矩量法分析阿基米德平面螺旋天线

从混合位积分方程出发，采用矩量法结合曲线分段的三角基函数和脉冲检验函数分析了阿基米德平面螺旋天线，给出了输入阻抗，电流分布以及辐射方向图结果。从曲线形式的海伦积分方程出发结合折线分段的脉冲基函数点匹配法比较结果与文献[2～4]十分吻合。由于采用了曲线分段，在相同分段数情况下其结果的精度将比采用折线分段的高。

新型低剖面阿基米德螺旋天线设计

设计了一款低输入阻抗的阿基米德螺旋天线。在传统阿基米德螺旋天线的始端加入宽度一定的指数螺蜷线,天线的输入阻抗得到降低,从而放松了对指数渐变微带线馈电巴仑的长度要求。该天线的输入阻抗为75Ω,这使得指数渐变微带巴仑的长度仅为22.5mm即可充分满足天线在2～10GHz频率范围内的馈电要求。天线采用深度为22.5mm(约为最大工作波长的15%)的反射背腔,测试结果表明:在2～10GHz的频率范围内,天线驻波比小于2.5,天线主辐射方向上的轴比小于4dB,方向图对称性良好。

室内蜂窝用曲折臂阿基米德缝隙螺旋天线设计

文中设计了一种用于室内蜂窝通信的正弦波曲折臂阿基米德缝隙螺旋天线。在阿基米德螺旋线中加入正弦波可以在螺旋线半径一定的情况下更好的延长天线臂的电长度,提高天线的小型化程度,并有助于保持传统阿基米德缝隙螺旋天线优良的辐射特性。仿真和测量结果表明:在0.4GHz～2.5GHz的频率范围内,与传统的阿基米德缝隙螺旋天线相比,文中设计天线口径面积减少了62.3%。

阿基米德螺旋天线的群延迟和UWB-SAR系统延迟的补偿研究

将Archimedean天线的群延迟分为色散部分和非色散部分。利用Archimedean螺旋线的几何特性揭示了其固有的色散特性,有效地解决了该类天线群延迟未知情况下的补偿问题;将天线群延迟的非色散部分等效为附加系统延迟,利用定标体形成的曲线特征,提出了一种基于Hough变换(HT)的延迟系统估计方法,并利用曲线的对称性降低HT的维数,提高估计速度。轨道超宽带SAR数据的处理结果验证了所提方法的有效性。

用于多模卫星导航信号接收的半球形阿基米德螺旋天线

平面阿基米德螺旋天线具有双向辐射特性,在实现单向辐射时会降低效率。将平面阿基米德螺旋天线共形到局部半球上可以得到一种新型结构的半球形阿基米德螺旋天线,分析了这种天线的结构特点,进行了仿真与实验,研究结果表明,在覆盖多模卫星导航信号工作频率的1.1-1.7GHz频段内,反射损耗小于-10dB,增益大于3.9dB,前后比大于3.6dB,相位中心稳定度小于2mm,可满足宽频带圆极化多模卫星导航共用接收天线的设计要求。

平面阿基米德螺旋天线的矩量法分析

在推广的海伦积分方程的基础上对方程进行了化简 ,得到了 Nakano方程 ,用矩量法将方程化为矩阵方程 ,给出了广义阻抗矩阵 ,电压矩阵的表达式 .并以平面阿基米德螺旋天线为例 ,计算了天线上的电流分布和辐射特性 ,验证了天线的频率无关特性 .

基于阿基米德天线的两种圆阵的比较

研究了基于阿基米德螺旋天线的有向阵元构成的两种圆形阵列(8单元圆阵和1+7型圆阵)的性能比较。首先介绍了N元圆形阵列的方向图特性并推导了方向图函数,在此基础上分析了基于有向阵元的阵列方向图特性;接着讨论了阿基米德螺旋天线在不同频率下的方向性,给出了单个阵元的方向图的仿真结果;最后给出了有向阵元构成的两种圆阵的方向图以及MUSIC算法测向的仿真结果,对比分析了两种圆阵的性能,发现1+7型圆阵要优于8单元圆阵。

三频光子带隙陶瓷阿基米德螺旋天线设计

针对宽带射频识别系统和3G系统的要求,将阿基米德螺旋结构、陶瓷介质基板和光子带隙结构相结合,设计了一款三频光子带隙陶瓷阿基米德螺旋天线。仿真和实测结果显示,该款天线具有小尺寸、大工作带宽、良好的回波损耗性能和全向辐射特性。该款天线能够同时覆盖射频识别系统的868～870 MHz,902～928 MHz,2.400 0～2.483 5GHz频段和3G系统的1.710～1.785GHz频段,实现射频识别系统和3G系统移动终端的兼容。

关于阿基米德平面螺旋天线辐射特性的研究

为了研究阿基米德平面螺旋天线的辐射特性,本文对天线有效辐射区进行了仿真计算并打破互补结构,尝试调整螺旋线间距和宽度等参数。天线有效辐射区是与频率有关的环形区域,频率越高时环的半径越小。基于有效辐射区,通过改变螺旋线宽度和间距研究天线驻波和增益的变化趋势。螺旋线间距和宽度均对驻波影响较大,间距越大时天线驻波越大,螺旋线宽度越大时驻波性能越好,两种参数改变时对增益影响较小。因此可通过参数优化实现所需频段的平面螺旋天线设计。

缝隙阿基米德螺旋天线及其小型化设计

介绍了缝隙形式的平面阿基米德螺旋天线并与普通平面阿基米德螺旋天线进行了对比。在此基础上提出了一种将缝隙设计成曲折线的形式,末端采用电阻加载,采用直接同轴馈电的方式,浅背腔的设计,从而达到将平面螺旋天线小型化的目的。制作的小型化天线直径大小只有75 mm厚度12 mm,在0.9～4 GHz的频带范围内有良好的阻抗特性和增益特性,满足工程使用的要求。

GIS局部放电检测用阿基米德螺旋天线设计研究

针对气体绝缘开关(gas insulated switchgear,GIS)设备局部放电现场检测的需求,文章设计了一种基本形式的阿基米德平面宽带螺旋天线,利用Ansoft HFSS电磁仿真软件对天线辐射单元的结构参数进行了优化,设计天线的尺寸为辐射面直径173.6 mm、天线高100 mm,并分析了阿基米德平面螺旋天线的辐射原理,通过仿真和测量研究了天线的端口参数和辐射性能。仿真及实测结果表明天线具有超宽带特性,在700~3000 MHz频段内的回波损耗小于-10 dB,最大增益不小于4 dB,满足局部放电检测天线指标要求。在实验室模拟局部放电试验并对天线的检测效果进行了测试,结果表明,设计的天线具有良好的检测性能,可用于GIS设备的局部放电现场检测。

自补型阿基米德平面螺旋天线的设计与分析

阿基米德平面螺旋天线是一种可用在 L 波段、C波段或更高波段的宽频带天线 ,在驻波比小于 2 .5 :1时 ,带宽可达到 4 0 :1,但其效率却不到 4 0 %。当效率提高时 ,带宽又只有 2 :1左右。文中介绍一种自补型阿基米德平面螺旋天线 ,它的效率较普通阿基米德平面螺旋天线高出约一倍 。

一种超宽带平面螺旋天线的设计

采用阿基米德天线作为辐射体，设计了一种超宽带平面螺旋天线。天线采用锥形阻抗变换器进行阻抗匹配，通过优化反射腔尺寸拓展方向图带宽。天线的工作频段为200-1200MHz，带宽达到6：1，在全频段内驻波比不大于2，在整个频段范围内平均增益为6．6dB，轴比小于3dB，波束宽度大于70度，前后比大于13dB，高度仅为100mm。

探针馈电印刷线天线的矩量法分析——(II)多臂天线

通过应用模式分解法 ,本文将单臂探针馈电印刷线天线的分析方法推广到具有旋转对称性的任意多臂探针馈电印刷线天线的分析计算。首先给出探针馈电 N臂印刷线天线的电流积分方程、矩量方程及远区辐射场计算公式 ;通过一个中心馈电螺旋天线的分析计算验证方法和计算程序的正确性 ;设计出具有良好圆极化特性的开口双圆环印刷线天线 ;

小型化超宽带槽螺旋天线的设计

介绍了一种经过复杂变形的槽螺旋天线,该天线具有超宽的频带。与普通平面螺旋天线相比,该天线减小了天线尺寸,简化了天线结构。仿真和实测结果显示天线具有良好的圆极化和宽频带特性,在频段0.75GHz～8GHz(10.7∶1)上实测反射损耗小于-10dB,同时在频段0.95～8GHz上有较好的圆极化辐射特性。

平面螺旋天线小型化研究

由于在超宽频带范围内具有良好的圆极化特性,平面螺旋天线在现代通信领域的应用越来越广泛,但是其在低频工作时的大尺寸决定平面螺旋天线在未来的应用中必须实现小型化。平面螺旋天线的小型化分为口径面积的小型化和剖面的小型化。本文归纳总结了前人在平面螺旋天线小型化方面的方式方法与我们在这方面的创新研究。口径面积的小型化方面,设计了正弦波曲折臂阿基米德螺旋天线、复合式平面螺旋天线及自补特性不变的臂宽渐削式阿基米德螺旋天线,分别获得63.6%、73.2%和73.1%的口径面积小型化。在剖面小型化方面,从一个全新的角度出发,解决了平面螺旋天线低剖面设计中面临的馈线长度问题,设计了低输入阻抗的平面螺旋结构及其相应的小型化结构,这两种结构在端口阻抗设为75Ω和50Ω时可获得较好的宽带匹配,它们的剖面深度分别是各自最大工作波长的15%和2.7%。

局部放电定位用聚束天线的研制

为克服现有特高频局部放电检测装置测试效率低,仅有少数具有专家经验的高水平测试人员能够有效使用的问题,提出了基于强方向性天线实现局部放电特高频(UHF)快速巡检和定位的理念。天线的高增益与强方向性是该理念的核心。本文研究通过背腔改进天线的方向性,通过CST仿真优化背腔的结构参数,获得尽可能强的单方向聚束特性。之后对比分析两种天线的增益、方向图与驻波比等性能参数,并通过实验进行实测。仿真与实测结果表明,阿基米德聚束天线在较低频率的接收性能要优于柱螺旋聚束天线,其接收局部放电信号的半功率波束宽度仅为36°,且接收能力随距离的变化更加敏感,更适合作为变电站局部放电定位天线。