同轴馈电耦合微带天线的MPSTD-FDTD分析

将多区域时域伪谱(MPSTD)与时域有限差分(FDTD)相结合的混合算法应用于同轴馈电耦合微带天线的分析,该混合算法充分发挥两种时域算法的优越性,对同轴馈电耦合微带天线进行了准确建模与快速分析,数值仿真验证了该算法的有效性和准确性。

FDTD法分析探针加载微带天线的简便方法

给出了一种FDTD法分析短路探针加载同轴馈电的微带天线。该方法利用一维传输线模型描述同轴线部分;而用细导线模型来分析探针。其优点是模型简单,易于编程,且程序的通用性好。数值和实测结果符合较好,表明该方法是有效的。

开槽式六边形多频带高增益微带天线仿真

随着无线通信技术的发展,小型化、多频带微带贴片天线在无线通信中得到了广泛应用。文章设计了一种六边形多频带微带天线,采用同轴线馈电,在六边形贴片的每个顶点内侧进行120°的开槽。通过调整贴片开槽的几何形状和尺寸,能够有效地获得三种不同的谐振模式,可应用于L波段和C波段。用仿真软件CST对该种天线进行仿真及分析,其结果表明,在工作频段均满足增益G≥6 dbi,回波损耗S_(11)<-10 dB。该天线具有结构简单、体积小、增益良好的特点,适用于通信中WiFi频段。

同轴馈电微带相控阵天线集成技术

以某毫米波同轴馈电微带相控阵天线为例,介绍了微带天线阵面的结构组成,分析了其工艺特点并指出工艺实现的难点。提出了微带天线阵面集成工艺方案,包含微带与金属底板层压技术、阵列SMP连接器焊接技术和集成效果检测技术。通过工艺试验结果验证表明,采用的集成工艺方案生产的同轴馈电微带相控阵天线阵面层压与焊接质量良好,空洞率指标、层压抗脱落强度和焊接强度均满足设计要求,能应用于实际同轴馈电微带相控阵天线阵面生产。

单频圆形微带贴片天线设计

基于微带贴片天线在无线引信中的应用,设计了一种中心频率为7.2 GHz的同轴馈电圆形微带天线,该天线介质基片相对介电常数为εr=4.4,回波损耗小于-20 d B,天线增益大于5 d B。根据微带天线原理,通过HFSS软件设计的天线,实验结果表明:天线谐振频率、回波损耗等性能参数符合设计要求。

一种简化同轴馈电微带天线的时域有限差分法分析

提出了一种简化的同轴馈电模型用于分析同轴探针馈电的微带天线。在时域有限差分方法(FDTD)中对于同轴馈电模型一般采用一维电压电流递推方式引入入射波形;同时结合细导线模型模拟同轴线馈电。需要对接地板同轴线接口处的电场值进行特别处理,过程较复杂。简化方法仅采用细导线模型作为馈电端口,在接地板与细导线探针间加电压源激励产生入射波形。省略了同轴线的建模及接口处电场值的处理过程,使得模型更加紧凑。数值仿真验证了该算法的有效性和准确性。

一种适应于卫星定位的多频微带天线

采用两层介质间添加空气层的结构,以及双点同轴馈电方式,设计出一款多频微带天线,其工作频率覆盖频段B3、GPS和GLONASS L1。对天线的回波损耗和方向图等参数进行仿真,结果显示,所设计的微带天线在B3、GPS和GLONASS L1频段上电压驻波比小于2,B3频带宽度达到40MHz,GPS和GLONASS L1频带宽度达到30 MHz,天线辐射特性良好。

馈电网络对微带天线阵列时域散射特性的影响

利用时域有限差分(FDTD)方法,研究了入射脉冲分别为水平和垂直极化时,探针馈电和微带馈电两种结构对于微带贴片阵列天线后向散射场的影响。给出了散射场的时域波形以及频谱特征。结果表明:微带天线阵列的每个贴片都通过馈电探针直接端接负载时,阵列的散射场峰值和能量都有所减小;而阵列通过馈电网络进行馈电时,馈电网络末端有无端接负载对脉冲散射场的影响并不大,原因在于窄带的馈电网络只能使入射脉冲中对应于中心频率的频谱能量传输到馈电网络末端被吸收,而这部分能量占脉冲总能量的比例很小,尤其对于窄脉冲更是如此。

E形宽带微带天线的时域有限差分法分析

该文应用时域有限差分法(FDTD)分析了同轴馈电E形宽带微带天线的阻抗特性,此天线的阻抗带宽可大于30%.计算中采用了一种简单的同轴馈电模型,数值结果与已有文献结果比较一致,说明了此模型的有效性.同时,也研究了输入电阻随馈源位置变化的特性.

一种用于产生OAM波束的集成圆极化天线阵列

提出了一种在S波段内产生轨道角动量(OAM)波束的集成圆极化微带天线阵列.天线采用同轴馈电的方式.为了获得良好的圆极化特性,利用CST软件对天线结构参数进行了仿真优化分析,最终确定天线整体尺寸为0.416λ0×0.416λ0×0.026λ0,3-dB轴比带宽为3.79~3.85 GHz,S11<-10 dB的工作带宽为3.74~3.96 GHz.该天线结构简单紧凑,易于实现.天线阵列由6个相同的圆极化天线组成,相邻阵列单元沿顺时针方向旋转60°,通过仿真和实验结果得知,在对阵元进行等幅、等相位的馈电的条件下,该天线阵列能够产生模态l=-1的OAM波束,这能够有效避免复杂馈电网络结构的设计.

一种改进的大带宽微带天线的设计

本文设计了一种改进的大带宽的微带天线。该天线采用相对介电常数接近于空气的泡沫介质层;通过在介质基片上开长方体槽,减小了馈电探针的长度,从而减小了探针电感对输入阻抗的影响,并且在贴片与接地板之间引入短路面,相当于在天线贴片与接地板之间形成了一个电壁,能够降低天线的谐振频率,从而可以减小天线的尺寸、展宽天线带宽;短路面的使用也减小了天线的尺寸。HFSS仿真结果表明,当回波损耗S11〈-10d B时,天线覆盖了1.51-4.66GHz的频率范围,相对带宽达到了102.1%,该天线结构简单,性能良好。

适用于WiMAX的小型化微带天线设计

设计了一种加载U型缝的小型化分形结构微带天线。该天线应用Giuseppe Peano分形理论和U型缝加载技术,延长电流的有效路径,从而降低天线的谐振频率,实现天线小型化,同时采用空气作为介质层,减小天线的Q值,增加天线带宽。通过使用HFSS对天线进行仿真优化,得到了天线尺寸参数。仿真结果表明,天线的相对带宽为6%(3.47~3.71GHz),最大增益可达2.91dBi,整体辐射性能良好。天线贴片尺寸仅为14mm×14mm,相比于普通微带天线,面积缩减了59%。该天线结构简单,尺寸小,能较好地适用于WiMAX通信。

应用于NB-IoT/WLAN/WiMAX的多频微带天线

针对物联网移动智能终端产品的要求,设计了一种可用于NB-IoT、WLAN和WiMAX的多频段微带天线。该天线采用矩形贴片天线结构,将馈电点放置在对角线附近位置,同时激发TM 01模和TM 10模,并在贴片上开两个U型槽,实现在4个频段同时工作。利用电磁仿真软件ANSYS Electronics Desktop对天线进行仿真,结果显示,该天线在中心频点为1.89 GHz,2.43 GHz,3.52 GHz,5.25 GHz处的反射系数为-21.2 dB,-29.5 dB,-16 dB,-19 dB。实际加工制作天线并测试,实测结果与仿真结果比较吻合。天线贴片面积为22.1 mm×18.4 mm,尺寸较小,易于制造,可广泛应用于NB-IoT/WLAN/WiMAX通信频段。

一种用于微波输能的宽带矩形微带贴片天线设计

文章设计了一款用于微波输能的宽带高增益矩形微带贴片天线,天线的中心频率为2.55GHZ,通过挖槽与增加空气层增加了天线的增益与带宽,介质板选用FR4作为介质材料,接地部分选用铜,介质板的上层固定有辐射贴片,介质板与接地部分之间设有空气层。本设计采用同轴馈电。仿真表明,反射系数相对带宽26.3%中心频率的增益为6.54。

高功率微波作用下单极天线瞬态响应特性研究

运用时域有限差分法(FDTD)结合同轴等效馈电模型计算了高功率微波(HPM)电磁脉冲作用下单极天线的感应电流的频域和时域响应,分析了单根单极天线感应电流频谱和时域响应与入射HPM间的关系,同时分析了两根天线间的距离对第一根天线末端感应电流的影响。计算结果表明,单根单极天线对HPM的感应电流频谱主要由入射HPM载波频率决定,感应电流波形与入射HPM波形相似;有其他天线存在时,对第一根天线会造成影响,且随距离增加影响减小。

适用于FDD-LTE/WCDMA的宽频微带贴片天线设计

设计了一种同轴馈电的倒T型槽缝结构的宽带微带贴片天线,该天线采用加载缝隙的方法改变矩形贴片表面电流路径来引入附加谐振,从而增大带宽,同时引入新型馈电结构,采用垂直馈电板形成线性馈电,改善天线的阻抗匹配特性。利用HFSS软件对天线进行仿真,通过分析缝隙形状和尺寸对天线辐射特性的影响,得到天线的结构参数。结果表明,天线的S_(11)≤–10 d B相对带宽为30%,覆盖1.7~2.3 GHz频段,天线的整体辐射特性良好,1×2天线阵列最大增益达到12.6 d Bi,可应用于FDD-LTE和WCDMA工作频段的移动通信基站。

一种小型同轴馈电微带贴片天线设计

现代通讯产品向小型化的趋势发展,对作为射频端的收发天线的尺寸也有了一定的要求,本文在一种基于同轴馈电的矩形微带天线的基础上,采用对天线贴片进行切口处理的方法,并通过天线仿真优化软件HFSS设计了一款微带天线,该天线在频率6.90GHz产生谐振,在谐振点上回波损耗值为-39.13dB,通过仿真分析,对应的10dB回波损耗带宽为2.46%(6.82~6.99GHz),该天线尺寸为14mm×14mm×1.6mm,该天线结构简单,加工调试方便,且达到了小型化的要求,具有很好的应用前景。

同轴线馈电的球面共形微带天线的数值分析

采用基于矩量法(method of moments,MoM)的面-线积分方程法分析了同轴线馈电的球面共形微带天线的输入阻抗。面-线积分法在分析过程中具有未知量少,计算时间短的优势。天线贴片电流和探针电流分别采用Rao-Wilton-Glisson(RWG)基函数与三角基函数来模拟。在线面连接处,提出一种新型的连接基函数以保证探针与贴片的电流连续性。激励源采用磁流环模型,并且结合球表面磁并矢格林函数求解激励源在天线表面产生的场。最后,通过实例验证了连接基函数的可行性,并分析了两副球面共形微带天线的输入阻抗,证明所提分析处理的正确性。

二单元圆极化微带天线阵列中介质边缘效应仿真实验分析

紧凑型双馈圆极化微带天线阵列在E面和H面存在严重互耦,会导致天线阵列的整体性能显著下降。为此,设计了二单元圆极化微带天线阵列,建立了参数化HFSS模型,对天线单元间距、辐射基片切向方向边缘效应对E面和H面互耦影响进行了仿真和分析,结果表明存在临界单元间距值。小于该值时,H面的互耦比E面的严重,反之H面的互耦会随着间距加大而显著下降;对于E面互耦,辐射基片切向方向的介质边缘存在对应最小E面互耦的最佳尺寸,但对于H面互耦,介质边缘效应并不显著。进一步设计了具有典型参数值的实物样品,测试结果验证了上述情况,并表明:介质边缘效应只能改善E面互耦,但对H面互耦的改善需要采用其它方法。

小型化双频微带天线设计

设计了一种小型化双频微带贴片天线,其可同时工作在3.8 GHz和4.5 GHz(IEEE802.16.3)频段,介质基板采用环氧树脂玻璃纤维板(FR4)材质,相对介电常数为4.4。矩形贴片被印制在介质基板上,通过在贴片上开一个矩形缺口实现双频工作,同时加载一个短路探针来进一步缩小天线贴片的尺寸。HFSS仿真结果表明,该天线在3.8 GHz和4.5 GHz两个工作频段上的S_(11)分别为-35 dB、-42 dB,加载短路探针后天线贴片的尺寸减小了12.3%。