一种紧凑型超宽带双陷波天线的设计

提出了一款共面波导馈电的超宽带双陷波天线。该天线主要由梯形共面地、微带馈线和圆形辐射体三部分构成。其中,梯形共面地使天线实现超宽带,圆形辐射贴片上的倒L形槽和弧形槽使天线实现陷波特性。使用Ansoft HFSS软件对所设计天线进行仿真实验,然后加工成实物天线并进行测试。结果表明:天线回波损耗及辐射方向图的实测结果与仿真结果基本吻合,在3.0~10.9 GHz频段内,除陷波频段3.3~3.6 GHz和5.15~5.825 GHz外,天线的回波损耗均在-10 dB以下,相应工作频段内有较好的辐射方向图。因此,所设计的天线性能满足超宽带通信系统应用要求。

遗传算法在UWB陷波天线设计中的应用

提出了一种用遗传算法和HFSS优化设计超宽带陷波天线的方法.在该方法中,反射系数的适应度函数被作为目标函数,在确定结构的前提上对天线的参数进行优化.根据遗传算法的优化结果设计出一款新型UWB陷波天线,并采用仿真软件对天线的电特性进行了仿真,从而证明该方法有效.

一种新型的陷波天线

设计了一种新型的超宽带天线,具有小型化,2.0～10.6GHz的工作带宽及全向性的特点。基于该超宽带天线提出了一种新的实现陷波特性的方法,在天线的地板上添加一个近似半圆的谐振单元,该单元与辐射部分通过一个通孔相连,并且所加的结构对原始超宽带天线的其他特性影响很小。同时给出了该方法的等效电路。仿真与实测结构均表明该超宽带天线驻波比（VSWR）小于2的阻抗带宽是2.0～10.6GHz,天线在5.0～5.9GHz处有明显的陷波特性,很好的覆盖了无线局域网（WLAN）（5.125～5.85GHz）的工作频段。可以解决超宽带通信频段与WLAN间的电磁干扰问题,实现频谱兼容。

遗传算法在UWB陷波天线设计中的应用

通过对比GA/FDTD、GA/MOM天线设计方法,研究了遗传算法(GA)和有限元法(FEM)相结合的天线设计方法。运用此方法,设计了一款UWB陷波天线,并进行实物加工,实物测试结果和仿真结果吻合很好,验证了该方案的正确性和有效性。

遗传算法在共面波导UWB陷波天线设计中的应用

设计了一款新型共面波导UWB陷波天线,并将遗传算法和HFSS结合起来对其进行优化。

加载高阻抗表面结构的超宽带陷波天线设计

本文设计了一种新型超宽带陷波天线.在超宽带微带单极子天线馈线两侧加载高阻抗表面单元,获得WiMAX频段陷波.在高阻抗表面单元上蚀刻阿基米德螺旋结构缝隙,使得单元尺寸比传统结构减小了55.2%.为了进一步在WLAN和WiMAX频段实现双陷波,将非对称的新型高阻抗表面单元加载至微带单极子天线馈线双侧.加工制作天线实物并进行测试,实测结果与仿真结果吻合良好,证明了该新型陷波单元的可行性.

一种小型共面波导UWB陷波天线的设计

随着无线通信技术的蓬勃发展,超宽带(Ultra-Wide Band)无线通信技术以其频带宽、低功耗等优点获得了高度重视,为了顺应这种发展趋势,本文介绍了一种小型共面波导UWB陷波天线,该天线工作频段覆盖2.2GHz-10.7GHz,在频段4.9GHz-5.9GHz具有陷波特性,实现了超宽带与WLAN的协同通信。

具有高隔离度的双陷波超宽带多入多出天线

提出了一款具有高隔离度的双陷波超宽带多入多出(UWB MIMO)天线。该天线由两个相同的半切超宽带天线单元倒置构成。通过在天线底板刻蚀栅栏型缺陷地解耦结构,使该MIMO天线的隔离度提高至25 dB。此外,在天线半圆形辐射贴片上刻蚀两个方向相反的"L"型缝隙,实现了双陷波的功能,分别抑制了802.16无线城域网WiMAX(3.2~3.7 GHz)和WLAN(5.15~5.85 GHz)信号对天线系统的干扰。实验结果表明,该天线在3~11 GHz工作带宽内的隔离度大于25 dB,包络相关系数(ECC)小于0.004;第一个陷波频段为3.0~3.7 GHz,第二个陷波频段为5.1~5.85 GHz,有效抑制了WiMAX和WLAN的信号干扰。

具有陷波特性梯形印制单极超宽带天线

设计了带三角形槽梯形辐射元和阶梯接地面的30 mm×30 mm印制单极超宽带天线原型。实验结果表明,原型天线驻波比小于2的阻抗带宽为2.8 GHz～12.81 GHz,频带内天线具有全向辐射特性,增益变化平坦,相位中心稳定。通过对原型天线振子体的缝隙加载,实现了具有带阻特性的陷波超宽带天线,其驻波比大于3的陷波频带为4.8 GHz～6.0 GHz,陷波频带内最高增益抑制为9 dB,而其他频段性能与原型天线基本一致。

一种具有陷波特性的超宽带天线的研究

提出了一种利用弧形开槽实现陷波特性的方法，设计了一种具有陷波特性、能够屏蔽空间手机信号干扰的超宽带天线，并利用CST仿真软件对陷波特性的变化规律做了深入探讨。该天线以普通的平面单极子天线为基础，在贴片中心加两条弧形开槽。通过调整弧形开槽的缝隙宽度、弧长、半径等参数，可以调整阻带中心频率及带宽。仿真结果表明，该天线的工作频率为0．6～5GHz，其中，在两个GSM频带范围内（0．88～0．96GHz和1．71～1．88GHz）具有陷波功能。

一种双陷波超宽带微带天线

设计了一种结构简单且具有良好工作性能的双陷波超宽带微带天线。通过采用缺陷地和阻抗变换结构设计了具有超宽带工作特点的五边形微带天线结构,满足VSWR≤2的频带覆盖3.1 GHz～10.6 GHz;分别在辐射贴片和馈线上嵌入矩形窄缝和U形窄缝结构,实现WLAN频段(5.15 GHz～5.85 GHz)和X波段通信下行频段(7.25 GHz～7. 75 GHz)陷波工作性能,其他工作频段内具有良好的辐射特性。实测结果和仿真数据吻合较好,验证了设计的正确性。

一种具有陷波特性的小型超宽带天线设计

为了阻隔无线局域网窄带通信系统对超宽带通信系统的影响,提出了一种具有陷波特性的超宽带天线,天线印刷在0.8mm厚的FR4介质基板上,尺寸为23×17mm2。天线的辐射单元为圆形和矩形的组合贴片,地面开有两个缝隙分别称为主缝隙和从缝隙,其中主缝隙为矩形与圆形的组合形状,从缝隙为矩形状。天线的馈电线为弯折结构的微带线,与圆形贴片、矩形贴片相连接。利用HFSS软件对天线进行仿真优化,天线带宽为3.2~5.0GHz和6.0~10.6GHz,在5.0~6.0GHz频率范围内实现了陷波特性,滤除了WLAN 5.8GHz频段。

稀疏正则化逆向神经网络在双陷波超宽带天线设计中的应用

在双陷波超宽带天线的设计过程中,直接逆向神经网络模型精度较低,而BP逆向神经网络泛化能力较差,若单独使用HFSS仿真软件需要不断优化天线各参数增加了设计时间。针对以上问题,提出一种将HFSS与稀疏正则化逆向神经网络联合的方法。该方法在逆向神经网络性能函数中增加l1/2范数和l2范数,l1/2范数引入了新的权系数,扩充了输入样本向量,使网络更易得到稀疏性解,逆模型精度更高,l2范数能有效避免过拟合现象,使网络泛化能力更强。应用于双陷波超宽带天线设计中,采用在辐射贴片上开弧形槽的方式产生陷波特性,根据天线目标电压驻波比逆向求解对应的开槽尺寸。仿真实验结果表明,与BP逆向神经网络方法相比,求得的与天线电压驻波比对应的开槽角度相对误差减小了69.3%,开槽半径相对误差减小了88.7%,网络运行时间减少了15.9%;最终设计的天线带宽为2.4~11GHz,实现了3.31~3.8GHz和4.98~6.05GHz的良好陷波特性,缩短了整个天线的设计周期。

改进蝴蝶算法的神经网络天线建模

为提高天线建模效率,改变传统建模方法速度慢、效率低的问题,提出了一种用改进的蝴蝶算法(BOA)优化多层前馈神经网络(back propagation neural network,BPNN)的天线建模方法。首先,以多层前馈神经网络为基础网络,建立蝴蝶算法优化的BP神经网络,解决BP神经网络预测精度低的问题。其次,在蝴蝶算法中融入天牛须算法(BAS),用天牛须算法替代蝴蝶算法的局部寻优过程,减小蝴蝶算法的空间复杂度、解决蝴蝶算法易陷入局部最小值的问题,创建改进的BOA-BP神经网络对天线进行精准建模。设计实例表明,该网络的预测精度达到了99.60%,相比于传统的BPNN和未改进蝴蝶算法优化的BPNN,预测S11的误差分别减少了47%和40.9%。此外,改进的BOA算法的运行时间相对于粒子群算法和遗传算法也分别减小了80.86%和82.79%,大大降低了网络运行的时间成本。综上,改进的BOA优化后的BPNN的建模精度和速度均得到了提高,验证了改进的蝴蝶算法作为一种新型神经网络优化策略的可行性和有效性。

基于交叉缝隙的陷波可重构超宽带天线

本文设计了一种基于交叉缝隙的陷波可重构超宽带天线.通过采用3×3圆形超表面,有效拓展了天线的工作带宽.通过在矩形接地面上刻蚀两组交叉缝隙,并控制缝隙中设置的二极管的通断实现了天线的陷波可重构.所设计的天线尺寸较小,控制方式简单.结果表明,所设计的天线可以工作在超宽带和陷波模式下,超宽带模式的-10 dB带宽为3.5 GHz~8 GHz,涵盖了L波段、S波段以及C波段;陷波模式包括3.9 GHz,4.9 GHz和5.6 GHz处的单陷波模式,以及4.9 GHz和5.6 GHz处的双陷波模式.天线工作在陷波模式下可以有效抑制WiMAX和WLAN系统的干扰.

用于射频能量收集的整流天线设计

设计了一款具有陷波功能的天线,用来提高射频能量收集系统的能量采集效率。由于射频能量收集系统后端整流电路中二极管具有非线性效应,在整流过程中会产生高次谐波。产生的高次谐波会反向传输至天线并向外辐射,从而造成能量损耗,降低整个射频能量收集系统的效率。为了抑制高次谐波,通常可在整流二极管前加载带通滤波器。但滤波器的使用会增加系统尺寸并引入额外插损。针对此问题,将该谐波抑制天线与设计的2.45 GHz整流电路相连接,可制成具有谐波抑制的整流天线。对该谐波抑制整流天线进行实测,并与另一无谐波抑制的整流天线进行了对比。实测结果表明:具有谐波抑制功能的整流天线比无谐波抑制的效率高4.1%。由此可知,在射频能量收集系统的应用中,具有谐波抑制功能的陷波天线作为接收天线,可提高系统能量收集效率;同时,由于在整流电路中免去了滤波器,可实现整个能量收集系统的小型化。

改进果蝇算法优化广义回归神经网络的双陷波超宽带天线建模

为实现对双陷波超宽带(UWB)天线的精准神经网络建模,提出了一种利用改进的果蝇算法(FOA)优化广义回归神经网络(GRNN)的建模方法。该方法通过扩大果蝇搜索范围,在味道判定公式中引入调整项来实现果蝇算法的改进,并用改进后的果蝇算法优化GRNN的光滑因子。这样可以避免果蝇算法陷入局部最优,提高模型预测精度。将该方法用于双陷波超宽带天线模型的建立中,并对天线的S11参数和电压驻波比VVSWR参数进行预测。结果表明,相比于FOA-GRNN建模方法和GRNN建模方法,S11参数的最大相对误差分别减小了91.08%和99.14%;VVSWR参数的最大相对误差分别减小了98.36%和99.18%,使超宽带天线建模精度得到提高,验证了该方法的可行性。