基于非福斯特电路的缝隙电小天线研究

无源电小天线遵循Bode-Fano约束准则,体积、带宽与效率互相构成约束关系,难以在小型化的同时实现宽频带。而通过非福斯特电路等效的负阻抗元件可以有效抵消电小天线的大电抗,从而突破上述准则的限制,提高天线的辐射性能。文中选用蝶形缝隙天线作为非福斯特电路匹配的对象,将电路焊接在天线的背面进行一体化设计,使有源天线的集成度更高。并通过仿真分析有源蝶形天线一体化后的馈电网络,比较了不同馈电位置与馈电方式对天线性能的影响。最终优化后的有源缝隙天线在250 MHz~850 MHz的工作频段内S 11参数均小于-10 dB,在谐振频率达到-24 dB时,相对带宽对比匹配前提升了109%,增益提升了5.8 dB。对该有源天线进行了加工测试,实测结果与仿真结果基本一致。

电小准各向同性扇形磁偶极子天线

本文提出了一种电小准各向同性扇形磁偶极子的设计方法 .利用微带贴片天线模式综合设计方法,研究由不对称边界条件原型磁偶极子演化成的扇形磁偶极子,发现不对称边界条件情况下可以同时实现电小天线设计和准各向同性辐射特性.通过推导解析设计闭式而确定天线关键参数,设计了圆心角为300°的扇形磁偶极子,分别采用“同轴线+扼流套筒”和“开槽同轴线”两种馈电方式进行激励和测量.结果表明:采用开槽同轴线激励的天线可以获得最均匀的总电场方向图,其最大不圆度低于6.7 dB,辐射效率为91.2%,最终实现的准各向同性扇形磁偶极子的电尺寸为R=0.156λ_(g)×0.056λ_(g)(k_(g)a=0.92),满足电小尺寸条件.

一种小型的具有良好陷波特性的超宽带缝隙天线

为了有效地抑制超宽带通信系统与窄带通信系统之间潜在的干扰,提出了一种小型的带组合陷波结构的缝隙超宽带天线.该天线采用印刷电路板上的多边形缝隙作为辐射单元,由背面的T形微带线馈电,天线的总尺寸仅为16mm×25mm×0.8mm.通过T形微带上开的一C形槽和地板上开的一矩形槽的组合陷波结构,产生阻带特性且阻带陡度更陡峭、带宽更宽,实现了良好的陷波功能.仿真和测试的结果表明,天线在超宽带系统3.1GHz^10.6GHz工作频段内的电压驻波比小于2,在5~6GHz频率范围实现了良好的滤波特性,有效地阻隔了无线局域网系统对超宽带系统的影响.同时该天线在整个工作频段具有良好的全向辐射方向特性和稳定的增益.

小型双频E形缝隙手机天线

提出了一种小型的双频E形缝隙手机天线。E形缝隙采用终端开路结构,并雕刻在地板的顶部,使天线的结构更紧凑,减小了天线的尺寸。同时,E形缝隙天线增加了天线的谐振路径,能产生双频宽频带特性,高低频带宽能覆盖GSM900/1800/1900/DCS/PCS/BuleTooth/UMTS/WLAN2400/WiMAX 2600通信频段。实测和仿真的结果基本吻合,验证了这种设计方法的有效性。

S波段弹载缝隙加载伞形印刷振子天线

针对某些弹体尺寸较小而要求天线尺寸较小,提出一种进一步缩小伞形印刷振子天线尺寸方法。在该天线臂上开缝,形成加载伞形印刷振子天线,从而减小天线的尺寸。使用HFSS三维电磁结构软件仿真表明:通过缝隙加载的伞形印刷振子天线,在工作频率2.7GHz时,其尺寸32mm×18mm,比一般未缝隙加载的伞形印刷振子天线,尺寸缩小约15%。

平板缝隙天线的计算机辅助设计

基于边值积分方程方法的小型平面缝隙阵的机助设计方法。这种计算方法是严格的。但即使对于小型阵，计算量也相当大。对小型阵提出缝列与耦合分支分别设计的方法，并给出模型实验结果。实验结果表明，对于一般指标的方阵，这种方法是可行的。对于低分瓣和超低旁瓣阵，尤其大型阵，还需以严格计算代替大量实验，去寻求简化计算的经验方法，建立一种半经验的机助设计方法。

一种共面波导馈电的缝隙型超宽带天线

针对超宽带通信系统,提出一种小型超宽带天线,可以应用于终端设备。天线类型为共面波导馈电的缝隙型,缝隙结构为一矩形与一圆形组合而成,馈电结构与缝隙结构相似。天线的面积为22 mm×27 mm,印刷在厚度为0.5 mm的FR4衬底上.通过软件仿真分析了天线的工作原理以及尺寸对带宽的影响,仿真结果显示天线的带宽在不同的衬底厚度下均能覆盖UWB频段。天线的测试带宽为2.4 GHz^14.4 GHz,在超宽带的工作频段内测试效率超过76%,测试增益大于2.1 dBi。

一种2.4GHz小型化微带天线

设计了一种新型小型宽频带微带天线。通过在贴片和地板上"开槽"形成特殊形状的方法,达到小型化和宽频带的目的。仿真结果表明,在中心频率2.4GHz时,相对带宽为15%,与原始的理论值相比较,小型化后的天线尺寸缩小了33%。

共面波导馈电的电小缝隙天线的设计

提出了一个共面波导馈电的电小缝隙天线。天线包括两个相同的终端短路的槽线缝隙辐射面及加载在馈线中间导带上的阻抗匹配网络。所述的阻抗匹配电路由终端开路的共面波导和并联的两个终端短路的槽线组成。通过引入的阻抗匹配网络与缝隙辐射面,在谐振频率5.8 GHz下,天线的尺寸减小到9.05 mm×12.08 mm×0.8 mm(电长度为0.9)。采用电磁仿真软件HFSS对提出的结构进行了仿真,结果显示,S_(11)<-10 dB的带宽为9.3%,且测试结果与仿真结果相吻合。

一种小面积馈电共面Vivaldi天线

设计了一种小面积馈电、增益平稳的小型化共面Vivaldi天线。该天线馈电部分的设计基于等效电路分析方法,通过在馈电耦合处设计了弯折型馈电微带线槽边短路与槽线开路的结构,有效减小了天线馈电面积。在此基础上,运用线性渐变的四分之一波长开槽及槽间寄生贴片加载技术,显著提高并稳定了天线增益。利用电磁仿真软件HFSS对该天线进行了建模分析。仿真结果表明该天线平面尺寸为60 mm×53.1 mm,工作频段为3～11 GHz,在工作频带内增益稳定在7～9dBi内,辐射效率超过80%,波束稳定,满足室内通信测量及探测成像等领域的FCC超宽带应用需求。

小型方向图可重构四单元缝隙天线的设计

提出一种小型方向图可重构天线.该天线是由4个缝隙单元组成的平面阵列,单一的缝隙单元能产生定向辐射方向图,且最大辐射方向是接近缝隙的开口端.将4个PIN二极管集成在4个缝隙单元上,通过4个二极管开关的导通与断开组合成不同的模式,使天线在xoy平面上获得8个定向和多个全向的辐射方向图.仿真结果表明:该天线的定向最大增益为2.90 dBi,全向最大增益为1.38 dBi,半功率波束宽度平均值为136°.该天线是半径为31 mm的圆,体积小,制造成本低,且满足无线通信频段2.40~2.50 GHz,适用于无线局域网(WLAN)等无线通信领域,可以降低多径衰落的影响,提高数据的传输速率.