一种使用高次模式阻抗匹配的三频频率可重构天线设计

传统的频率可重构天线多采用电控可变元件构造馈电网络,导致设计和加工复杂。此外,电子元件的使用降低了辐射效率,使得性能不稳定。本文提出了一种采用高次模式进行阻抗匹配的机械调谐频率可重构天线。为使用固定的馈电网络进行阻抗匹配,并且不添加任何电控可变元件,该天线在两个低频频段工作于三次模以增加输入阻抗。这一设计增加了性能的稳定性,提高了辐射效率,减少了天线设计和加工的复杂度,降低了成本。天线在2.6 GHz、3.5 GHz和4.9 GHz三个5G应用波段取得了良好的谐振,辐射效率基本达到90%。

馈电结构可变化的频率可重构天线

提出一种馈电结构可实时变化的频率可重构天线.利用RF MEMS开关控制天线模型中矩形加载槽的长度来实现频率可重构,从天线等效LC振荡回路和谐振回路电流路径的改变等两方面分析了频率可重构原理.研究结果表明:所设计天线能工作在L、S两波段3个频率段上,即bluetooth、DCS/GSM和GPS频段.由于3个频段天线工作在同一模式下,所以方向图几乎完全一致.并且RF MEMS开关对馈线结构的调整可解决由于可重构而改变天线口径面辐射体结构带来的匹配问题,使得天线具有良好的可重构特性的同时还满足高辐射增益,实现了一副天线多功能的目的.

基于液态金属的频率可重构天线新设计

提出一种新型的液态金属频率可重构天线设计方法。以对称振子天线为原型，采用镓铟液态合金（EGaIn）为辐射元，将其包裹在微流体通道内。在天线适当位置开口添加绝缘片，呈断路状态；撤掉绝缘片，利用液态金属自我修复性能，加热挤压切口使其愈合，呈通路状态；通过调节绝缘片的位置实现1．6～3．0GHz频率范围内的重构，并通过曲线拟合提出了适合该天线的工作频率估算公式。仿真结果表明天线具有良好的带宽、阻抗特性，并保持较高增益，辐射性能良好。

应用于认知无线电的频率可重构天线

本文提出一种应用于认知无线电的频率可重构单极子天线.阶梯型辐射单元刻蚀有一个开路缝隙,接地板刻蚀有一个短路方环形缝隙.在开路缝隙和短路缝隙上加载6个开关元件,通过控制开关的不同组合状态可以实现超宽带、单频带、双频带3种模式,从而实现频率可重构.仿真和测量结果表明天线可以工作在UWB以及WiMAX频段.

用于地面电视接收的频率可重构倒F天线设计

结合倒F天线和可重构天线的优点设计一个用于中国移动多媒体广播的频率可重构的倒F天线。天线使用微波PIN二极管和变容二极管来实现频率可重构功能。测试结果说明本文设计的天线在450-800MHZ频率范围内,反射系数<-10dB的工作频率是连续可调的,结果同时说明在整个频率范围内不同工作频率下辐射方向图近似全向辐射且方向图比较稳定。

介质谐振天线枝节驱动型频率重构特性分析

为了满足认知无线电系统对于天线的动态需求,提出了一种介质谐振天线(dielectric resonator antenna,DRA)-10dB阻抗带宽重构方法。采用的天线由阶梯阻抗微带线激励,并与截断的地板相结合,以使矩形DRA具有带宽为7.85GHz的宽带状态用于频谱感知。在馈线高阻抗和低阻抗区域分别引入开路枝节和T形枝节,并通过p-i-n二极管开关控制,以获得相应频段的窄带特性用于通信。连接在地板上的枝节可使天线工作在陷波状态,用于滤除干扰。天线尺寸为25mm×25mm×5.637mm。为了验证设计的有效性,加工测试了一个可重构DRA原型,仿真和测试结果具有良好的一致性。

基于SIW的频率/极化可重构背腔缝隙天线

针对现有可重构天线难以同时对频率与极化特性进行切换的不足,提出了一种低剖面紧凑型的频率与极化可重构波导背腔天线。天线由基片集成波导(substrate integrated waveguide,SIW)谐振腔和十字型槽线组成。在十字型槽线内加载PIN二极管,通过二极管的导通和断开调整有效谐振长度,达到频率可重构目的。在十字槽线两侧加载短路通孔可重构谐振腔内电场分布,在不改变辐射结构下实现圆极化波与线极化波之间任意切换。2种重构方式的切换结构各位于天线底层与顶层,二者互不影响,且天线制作简单,成本低廉。测试结果表明,天线仿真与实测保持一致,且工作性能良好。

新型频率自动跟踪可重构天线设计

针对无线通信等领域对频率切换和频率自动跟踪的应用需求,设计了一款新型可重构天线。该天线由矩形贴片天线和2片寄生矩形金属条组成,在矩形贴片天线和寄生金属条之间焊接了6只PIN二极管,控制6只PIN二极管的导通和关断状态实现天线在2.17 GHz和2.54 GHz工作频点之间切换,实现天线频率可重构。一旦发射端频率发生改变,该天线的频率跟踪控制器利用检波器实时检测天线接收功率值,并通过功率阈值判断发射频率变化,实时改变天线工作频率实现频率自动跟踪。介绍了天线结构和频率跟踪控制器设计,加工制作了该可重构天线样品,实验测试验证了该天线的频率切换和频率自动跟踪功能。

小型化微带缝隙可重构天线

提出了一种小型化频率电调微带缝隙天线,通过在螺旋缝隙上加载PIN开关二极管,实现了良好的频率可调特性.谐振缝隙采用平面螺旋结构,天线结构更加紧凑,尺寸较传统直缝隙天线减小了40%.由于开关直接加载于辐射很弱的螺旋非辐射缝隙,天线电调特性对开关性能的敏感程度显著降低,更容易实现频率重构特性.

GSM和GPS频段的单极子可重构天线的设计

该文提出了一种新型的频率可重构微带缝隙天线,通过在曲折缝隙上加载MEMS开关,实现了良好的频率可调特性,即在GSM900,DCS 1800,PCS 1900和GPS频段的切换。谐振缝隙采用主缝隙和平面曲折缝隙结构,天线结构更加紧凑,尺寸较传统直缝隙天线减小了40%。

适用于可重构微带天线仿真设计的免疫算法

将天线设计中常用的矩量法(MOM)与免疫算法相结合对可重构天线进行优化设计,分析免疫算法在可重构天线设计中的优势。在归纳总结近几年基于遗传算法的天线的研究成果的基础上,通过免疫算法在天线结构中加入MEMS开关进行仿真,设计出两种既可以在固定频率点上进行方向图的扫描变化,又可以在特定的方向上实现频率灵活变化的微带双重可重构天线。

演化算法在微带天线优化中的应用

将演化算法和高频电磁仿真软件与矩阵实验室应用程序编程接口(High Frequency Structure Simulator-Matrix Laboratory-Application Programming Interface,HFSS-MATLAB-API)应用到微带天线的优化中,详细叙述了该方案优化微带天线的步骤,讨论了在优化过程中会遇到的一些常见问题,如基因串的定义、遗传算法结合HFSSMATLAB-API计算个体的适应度值、适应度函数的设计、遗传策略的考虑等.优化出了一副频率可重构微带天线,该天线通过开关的闭合和断开可动态地工作在S波段和X波段.

一种应用于5G-FR1的频率可重构端射天线

文章介绍了一种应用于5G-FR1频段的新型频率可重构天线,设计中将工作在状态1(中心谐振频率为3.5GHz)的印刷八木天线和它的部分引向器通过开关进行结合来实现改变辐射器状态的目的,从而构成了工作在状态2(中心谐振频率为4.9GHz)的印刷对数周期天线。进一步,通过开关使状态1下八木天线的部分引向器连接金属贴片改变引向器的谐振频率,改善耦合效应对非工作频段的影响,保证天线在两种状态下的工作均具有一定程度独立性。通过在电磁仿真软件中进行验证,当天线工作在3.5GHz和4.9GHz时,S11在-10db以下的天线相对阻抗带宽分别为22%和23%,中心频率处天线工作的最大增益分别为7.02dBi和7.82dBi。

太赫兹波段石墨烯频率可调贴片天线

以聚酰亚胺为衬底,设计了一种基于石墨烯的工作在太赫兹波段的频率可重构贴片天线,该天线不需要加载电子开关,通过调节偏置电场,可动态地调控天线的谐振频率点并保持辐射性能不变。研究了石墨烯的主要特性,利用天线的等效电路模型,计算了石墨烯贴片天线的输入阻抗,理论解释了频率可调谐的原因。所设计的石墨烯天线在太赫兹波段有5个谐振频率点,覆盖了678.25~721.75GHz的频段,辐射增益峰值可达6.92dB,辐射效率最高可达86.48%。