新型宽带圆极化超表面天线设计

提出了一种加载超表面的高增益宽带圆极化天线。天线由菱形贴片阵列超表面和短路圆环缝隙耦合馈电层组成。微带线馈电的短路圆环缝隙产生包含一个轴比最小值点的圆极化辐射,加载超表面后产生另一个轴比极小值点,从而实现宽带圆极化和高增益特性。通过优化设计,天线在整个尺寸为50 mm×50 mm×2.8 mm(1.08λ0×1.08λ0×0.06λ0)时,具有低剖面特性。天线实测与仿真结果基本吻合,-10 dB阻抗带宽和3 dB轴比带宽分别达到了50.0%和23.1%,在7.1 GHz处峰值增益达9.3 dBic,且在圆极化带宽内增益波动仅有2 dB。

RFID圆环缝隙天线设计以及环境影响测试

为了满足2.45GHz射频识别系统工作的需求,所设计的2.45GHz圆环缝隙标签天线的性能指标为:在驻波比小于1.5的条件下,工作带宽约为300MHz(2.19~2.49GHz);天线增益为3.31dBi;天线尺寸满足RFID系统应用需求.本文给出了该标签天线的实测结果,与理论结果吻合良好.论文给出周边塑料瓶水、玻璃瓶水、金属罐头瓶在不同位置时对天线匹配特性影响的测量,结果表明,塑料瓶水和玻璃瓶水对天线匹配性能的影响类似,当周围物体距离天线小于2.5cm时,天线的谐振频率将发生偏移.金属罐头瓶距离天线小于0.3cm将导致天线无法工作,当所有物体距离天线的位置超过2.5cm时,天线可以正常工作.

一种新型的双频段圆极化可重构微带天线

在移动终端的狭小受限空间内,如何有效地利用频率资源、空间资源,提高通信系统的传输容量是研究热点,设计性能良好的可重构天线是一种有效手段。本文采用多环缝隙结构设计了一种新型的双频段圆极化可重构天线。它在MEMS开关的控制下,可在4.9GHz和5.8GHz两个频率上同时实现左旋和右旋圆极化,两个频带的相对带宽分别达到11.2%和13.8%,很好地实现了圆极化可重构天线的双频带特性,能够满足移动通信对多频技术的需求。

一种基于环缝高次模的双频段大频差天线

提出了一种基于加载环缝高次模的新型双频段大频差天线,其具体结构为在蝶形天线两臂上对称地加载一对闭合圆环缝隙。常规的环缝加载方式为开口环缝加载,该加载方式环缝工作在基模;而本文提出的闭合环缝加载,可使环缝工作在高次模。加载环缝高次模的利用,可使天线在实现大频差的同时确保其在高频段的性能。所研制的天线可实现超过3∶1的大频差,仿真和实测结果表明:天线在两个频段都具有良好的性能。新型天线结构的研制成功丰富了多频天线的种类,为实现大频差天线提供了一种新的思路和方法。

基于圆环缝隙结构的圆极化可重构微带天线设计

通过对圆环缝隙结构的圆极化天线的理论分析,提出在微带天线接地板上添加十字形槽以拓展天线带宽的方法,并设计出左、右旋圆极化可重构微带天线.实际制作了工作频率为5 GHz的右旋圆极化可重构天线,将仿真和实际测量结果进行比较得出,添加十字形槽的圆极化可重构天线的阻抗带宽为4.45～5.50 GHz.在4.75～5.45 GHz范围内,实测天线相对轴比带宽为14%.这种方法能在不显著增加天线体积的情况下,将天线带宽增加1倍.

引信双频环形微带天线的研究

在对环形微带天线进行电阻加载实现天线小型化的基础上,通过对环形天线的C形开槽,实现了天线的双频带工作。采用基于矩量法的电磁仿真软件IE 3D进行优化仿真,给出了一个双频环形微带天线的设计仿真结果,此天线适合在无线电引信系统中应用。

高阻电磁表面在单向辐射矩形环缝天线中的应用

基于平行板环境下高阻电磁表面(HIS)的等效媒质模型,设计制作了两种不同的单向辐射矩形环缝天线:一种是基于传统的金属反射面,另一种是基于所设计的HIS反射面。仿真和测试结果显示:金属反射面矩形环缝天线由于受到平行板模式的影响,其单向辐射性能较差;而HIS反射面矩形环缝天线则获得了较好的单向辐射性能,与金属反射面天线相比,不仅其工作频带内的前后抑制比和法向增益得到大幅提高,而且整个天线的厚度仅为金属反射面天线的31%。由此验证了HIS在实现单向辐射缝隙天线中的优越性及其广泛的应用前景。

基于CSRR改进的双陷波超宽带天线

针对超宽带系统易受窄带信号干扰的问题,提出了一种基于互补金属开口谐振环(CSRR)改进的双陷波超宽带缝隙天线。在现有文献中,单个CSRR只能实现单陷波功能,要想增加陷波频段,只能通过增加CSRR个数的方法来实现,这就增加了设计的复杂性。通过天线辐射贴片上的表面电流分布图分析了CSRR内外环与两个陷波频段的对应关系。对所设计的超宽带天线进行了制作和测量,实测结果与仿真结果吻合较好,证明了该设计方法的正确性。

一种基于新型组合加载方式的大频差三频段蝶形天线

将分形技术和槽加载技术相结合,文中提出了一种基于新型组合加载方式的大频差三频段蝶形天线,其加载方式为开口圆环缝隙和寄生分形多三角形结构(TSFPE)的组合加载。新型天线可同时工作于X/Ku/Ka三个频段,其中,蝶形天线两三角形臂控制X频段,加载于三角形臂上的开口圆环缝隙和位于蝶形天线三角形臂顶点位置附近的TSFPE分别控制Ku和Ka频段。新型组合加载方式充分合理地利用了天线各部分的空间,减小了各频段之间的互相影响,确保了每个频段的性能。验证了新型组合加载方式的可行性,丰富了多频天线的结构形式和种类。

一种小型宽波束圆极化天线

为展宽圆极化天线的轴比波束宽度,并保持天线的低剖面和小型化,基于基片集成波导结构设计了一种环形缝隙天线。该天线由一个准方形基片集成波导腔、一个蚀刻在顶层的八边形环形缝隙和四个阶梯形微带短截线组成。首先对方形环缝隙天线的电场和等效磁流分布进行了分析,发现方形缝隙边长的电长度是影响3 dB轴比波束宽度的主要因素;通过在缝隙中引入短截线和对方形缝隙切角,能有效地调整该电长度。天线实测的3 dB轴比波束宽度在xoz和yoz面分别为220°和178°,在边射方向的主极化增益为6.42 dBi,适合用作导航系统的便携式终端天线。天线的尺寸为0.47λ_(0)×0.47λ_(0)×0.029λ_(0),其中λ_(0)为中心频率5.67 GHz的自由空间波长。

基于U形槽和开口圆环的双陷波超宽带天线

文章设计了一种新颖的超宽带天线,天线结构简单、尺寸小并且具有双陷波特性。在接地板上刻蚀1个半圆形口径,该口径带有3个阶梯形缺口,以此激发一个新的谐振频率,从而拓展天线的阻抗带宽;在方形辐射贴片上加载开口圆环,同时在馈线上开U形槽,以获得双陷波特性。仿真和测试结果表明,该天线可以有效地抑制WiMax、C波段卫星通信和WLAN 3种窄带信号的干扰;对开口圆环的参数研究表明,开槽结构能更灵活地控制陷波中心频率;该天线在陷波频段外具有良好的增益和全向辐射特性,满足超宽带通信系统的应用。

一种叠加椭圆环形三频单极子缝隙天线的设计

设计一种叠加椭圆环形三频单极子缝隙天线,并分析改变椭圆环尺寸对天线性能的影响.天线由叠加椭圆环形馈源终端、共面波导馈线、矩形宽缝隙地板构成,采用共面波导馈电.结果表明,设计的天线具有三频特性,有效工作带宽为3.2～3.8GHz,5.1～6GHz,7.8～12GHz,尺寸为25 mm×25 mm,各频段的辐射特性和增益特性良好,适用于集成WiMAX,WLAN和X频段的小型多频带无线通信系统.

基于超表面的宽带圆极化方环缝隙天线设计

为了扩展环形缝隙天线的轴比带宽,设计了一种基于超表面的宽带圆极化方形环缝隙天线。天线由5×5阵列方形贴片超表面、蚀刻方形环缝隙的金属接地板和馈电微带线构成。通过在方环缝隙内恰当位置加载短路片使其产生左旋圆极化辐射,对影响天线阻抗带宽和轴比性能的结构参数进行了优化分析。结果表明,天线的-10 dB阻抗带宽和3 dB轴比带宽分别达到了47.9%(4.82~7.86 GHz)和21.5%(5.65~7.01 GHz)。在圆极化工作频带内,辐射增益高于5 d Bi,最大增益达到了7.26 dBi。天线具备低剖面、宽带圆极化和高增益等特性,可用于无线通信系统中。

频率可切换的矩形缝隙环频率选择表面

基于金属屏上周期排列的缝隙单元结构的通带特性,提出矩形缝隙环(Rectangular Slot Ring,RSR)加载短路线的单元结构实现频率可调频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)。谐振缝隙单元开路与短路时相对应的谐振频率分别为13 GHz和15 GHz。RSR-FSS选用Rogers RO4003介质作为基板,按照12×12的方阵进行周期排列,利用全波电磁仿真软件CST对其进行了电磁传输特性仿真。最终,通过实验验证了该频率选择表面在Ku波段通过连通和断开短路线可以进行频率的切换。