2.45 GHz印刷倒F天线的研究与实现

针对当前无线通信节点微型化的需求和已有印刷倒F天线存在增益不足、有效带宽较窄、回波损耗偏高等缺陷的现状,设计了一种应用于2.45 GHz无线传感网络的印刷型倒F天线,文中采用Ansoft HFSS建立了天线模型,从理论上对印刷倒F天线的三大结构参数(谐振长度L、天线高度H、两竖臂间距S)进行了仿真研究,并最终推导出了以2.45 GHz为中心频点的最优天线结构参数,即L=16.2 mm,H=3.7 mm,S=5 mm。在该结构参数下的仿真结果展现出了天线优异的辐射性能,其回波损耗低至S11=-47.8 d B,电压驻波比VSWR2的有效带宽为160 MHz。同时,还采用矢量网络分析仪对天线实物的回波损耗特性进行了测试,测试结果与仿真结果吻合。最后,设计出了加载该印刷倒F天线的CC2530无线通信节点,并对其通信性能进行了实际测试,节点的通信性能测试结果表明:加载了该印刷倒F天线的节点在80 m的通信距离内丢包率为0.17%,优于同类无线通信节点。     

Compact ultra-wideband monopole antenna with dual-band notched function

本文设计了一种小型的具有双陷波特性的环形超宽带单极子天线。通过在圆环形辐射贴片上开C形缝隙,在反射板上开L型缝隙,实现了天线在WiMAX3.5 GHz和WLAN5.5 GHz通信频带内的陷波特性,天线的大小为24 mm×36 mm×1.6 mm。通过仿真可知,天线S11-10 dB时,带宽范围为2.7-10.6 GHz,陷波范围为3.2-3.8 GHz和5.1-6 GHz,实现了天线小型化、超宽带以及陷波的特性,同时,天线具有良好的辐射特性、方向性和增益,能够满足实际需要。     

可用于WLAN的紧凑型双频MIMO天线

设计了一款能覆盖WLAN的2.45 GHz和5 GHz频段的紧凑型双频MIMO天线。天线由两个辐射单元组成,两个天线辐射单元结构相同且方向对称,采用了微带馈电的馈电方式。该MIMO天线单元为一个F型天线,两个分支分别谐振在低频和高频频段。在两个单元天线之间加入了两条I型的地板枝节和一条地板缝隙作为隔离结构,以对MIMO天线的隔离度进行优化改善,实现了天线的小型化。经实物测试结果表明,该天线覆盖在2.39～2.50 GHz和4.75～5.89 GHz两个工作频段,且所有工作频段的隔离度均小于-15 dB,在实际工程应用当中可以满足WLAN的要求。     

基于液晶聚合物基片的圆极化柔性天线设计

设计了一种基于超薄液晶聚合物基片的共面波导馈电的圆极化柔性天线。天线结构采用倒"L"形微扰单元实现圆极化特性,以及加载"I"形枝节改善圆极化性能。仿真结果表明,该天线10 d B阻抗带宽在1. 75～2. 89 GHz内,相对带宽为49. 1%,3 d B轴比带宽在2. 42～2. 92 GHz内,相对带宽为18. 73%。对天线在不同弯曲状态进行了仿真,结果表明沿H面弯曲时对天线性能影响小。该天线具有结构简单,易与载体共形,弯折状态下天线满足设计要求,可应用于WLAN和Wi Max频段无线柔性电子系统。     

一种基于超材料的宽频带定向性微带天线

针对传统微带天线频带窄,增益低等不足,通过在天线的辐射贴片和接地板上分别刻蚀花型和十字交叉缝隙图案,设计并制作了一种基于超材料的宽频带定向性微带天线。刻有图案的金属贴片和接地板间形成电容感应等效回路并改变了天线电磁场的辐射方向。天线电磁场的辐射方向主要集中在水平–x方向而不是传统微带天线的垂直方向。相比传统微带天线,该设计天线的性能得到明显改善。仿真结果表明:天线的工作带宽为3.5~11.6 GHz(是传统微带天线的23.8倍),相对带宽为107.3%,在整个频段内天线的电压驻波比小于2,增益均大于5 d B。测试结果表明:设计天线的工作带宽为2.82~12.69 GHz(是仿真模型的1.22倍),相对带宽为127.3%。该设计天线可广泛地用于弹载天线,炮瞄雷达,卫星通信网络、汽车雷达等。     

一种探地雷达蝶形天线及其巴伦的设计

提出了一种用于400MHz探地雷达系统新型蝶形天线及微带巴伦的设计。蝶形天线采用FR4单面印刷电路板制作,尺寸为300mm×150mm×2mm,其辐射臂由两级三角形贴片和一个半圆贴片组合而成。微带巴伦采用双面印刷电路板制作,通过在正反两面腐蚀出宽度线性渐变的金属带,构成双线-微带结构。实验表明:所设计的蝶形天线在310-460MHz频率范围内,回波损耗小于-10dB,其相对带宽分别是传统蝶形天线和相关文献报道的1.86和1.65倍,并具有较好的辐射特性。对于400MHz探地雷达系统,该天线及微带巴伦在性能上已达了要求,是有效可行的设计方案。     

检测GIS局部放电的超高频屏蔽谐振式环天线传感器研究

结合实际GIS结构、运行的特点，设计了用于GIS局部放电检测的外置超高频屏蔽谐振式环天线（SRLA）传感器。由于采用屏蔽谐振式，使得天线具有较宽的带宽和较高的灵敏度。计算与实测分析表明该传感器的有效带宽为100MHz左右，中心频率为380MHz，最大辐射方向上增益近似为2，具有较好的方向性，能有效地区分局部放电信号和干扰，并具有选频检测特性。     

一种监测雷达发射直达波天线设计

针对目前国内外广泛采用数字示波器与小功率计相结合的机外间接测量方式进行雷达功率标定,设计了一种小型微带天线,用监测直达波的方法来精确测量C波段多普勒双偏振天气雷达脉冲峰值功率,以此标定发射功率。根据微带天线的辐射机理,依据经典矩形微带天线公式,利用HFSS15.0软件建立天线模型,不断调整天线单元尺寸参数和馈电网络,优化改进物理参数,并对天线辐射特性进行仿真分析,设计出一个中心频率为5.59 GHz的微带天线。仿真结果表明,该天线谐振频率5.59 GHz的回波损耗为-15 dB,阻抗匹配良好;回波损耗小于-10 dB的带宽达到40 MHz,天线增益最大值为19 dB,3 dB波束宽度为19°。分析结果表明:该天线设计符合C波段天气雷达脉冲峰值功率标定需要,为我国C波段天气雷达发射功率的标定方式提供新的方法和思路。     

基于波导功分馈电的CTS阵列天线设计

本文设计了一种具有高增益、高效率、低损耗特性的16单元连续横向枝节(continuous transverse stub,CTS)天线阵列。该天线的辐射枝节部分采用了串联的结构来降低损耗,从而提高辐射效率,并且使用了功率分配器和辐射器组合的方式给CTS阵列天线进行馈电,改善了CTS阵列天线的阻抗匹配和方向性,使天线可以在双频段工作。对设计的天线采用电磁仿真软件HFSS进行仿真优化,仿真结果表明,CTS阵列天线在75～80 GHz和85～89 GHz双频带内S11值小于-10 dB,工作频率在78.8 GHz时增益为28.6 dB,在87.5 GHz时增益为28.4 dB,天线效率均超过50%,主瓣波束宽度为4.4°。     

无线局域网WLAN中的QOS技术研究

无线局域网WLAN已得到广泛应用,然而已经发布的IEEE 802.11协议并没有内建对QoS的支持,本文分析了基于IEEE 802.11MAC层协议进行的各种QoS技术,重点探讨了分析了IEEE 802.11e标准对QoS的支持.对IEEE 802.11e的缺点作了简单分析.     

一种用于变压器PD检测的套简单极子天线传感器研究

根据电力变压器的结构特点，本文设计了一种用于局部放电超高频检测的套简单极子天线，阐明了该天线的结构，给出了天线参数的计算原则和方法。通过优化参数，改变了天线的输入阻抗，使得天线在检测频段内有良好的驻波比特性、较高的增益和稳定的检测方向。经仿真计算和实测得到天线的工作频带为350～500MHz，中心频率为425MHz，在整个工作频带内的增益较为稳定，均值达到2．16dBi左右。实验室中实测表明，该天线可有效检测到变压器局部放电超高频信号，且具有较高灵敏度和良好的方向性。     

基于VoWLAN的MAC层接入算法的改进

在VoWLAN(VoIP over WLAN)系统中,当周期性语音业务与随机性数据业务混合传输时,面临着信道能容纳的话路数少、语音业务与数据业务获得信道的机会不可控等问题。IEEE802.11e协议在传输周期的无竞争期(CFP)采用混合协调功能(HCF)来解决语音业务QoS问题。研究在IEEE802.11e的HCF机制基础上,对媒质接入控制(MAC)层进行了改进,对CFP时段的上行周期性语音采用无竞争预约排队信道接入(CFRQCA)机制取代HCF受控信道接入(HCCA)方式,在CFP时段的下行语音接入采用M-M(Multicast-Multiplexing)机制;为了协调语音业务与数据业务的接入机会,论文中还提出了一种基于业务流量监测的接入机会自适应调度算法(AOASA);理论分析和仿真表明,无竞争预约排队机制和接入机会自适应调度算法能显著提高信道容纳的话路数。     

Industrial high-speed wireless synchronous data acquisition system with real-time data compression

In this paper, an industrial wireless data acquisition system (WDAS) is presented. This system aims to change the inflexibility of wired system and improve the wireless transmission rate. First, the WDAS system consists of one wireless gateway and some wireless data acquisition terminals (WDAT), and IEEE 802.11n protocol is used to construct a multipoint distribution network. Then, in order to simplify the synchronous method and the data packet structure, we design a synchronous solution which adopts the console aided control method. The adaptive frequency and amplitude (AFA) compression algorithm is employed to reduce the data redundancy. Consequently, system can transmit more data by limited bandwidth. Last, some experiments of the compression algorithm are given to show the effectiveness of the AFA algorithm. By using the proposed system, distributed signals are synchronously measured and, hence, real-time analysis can be realized.     

深入浅出谈WLAN新技术802．11n

上个世纪末802．11标准横空出世，尤其2008年以来在工业控制领域，WLAN正面临一个快速成长的时代。WLAN技术跟随整个IT技术一起，推动制造业信包化，提高生产效率，为工业企业“创造”生产力。     

Broadband notch filter design for millimeter-wave plasma diagnostics

Notch filters are integrated in plasma diagnostic systems to protect millimeter-wave receivers from intensive stray radiation. Here we present a design of a notch filter with a center frequency of 140 GHz, a rejection bandwidth of ～900?MHz, and a typical insertion loss below 2 dB in the passband of ±9 GHz. The design is based on a fundamental rectangular waveguide with eight cylindrical cavities coupled by T-junction apertures formed as thin slits. Parameters that affect the notch performance such as physical lengths and conductor materials are discussed. The excited resonance mode in the cylindrical cavities is the fundamental TE(11). The performance of the constructed filter is measured using a vector network analyzer monitoring a total bandwidth of 30 GHz. We compare the measurements with numerical simulations.     

GIS局部放电检测的微带贴片天线研究

本文结合实际气体绝缘组合电器（GIS）结构、运行特点，设计了用于GIS局部放电检测的外置超高频微带贴片天线（MPA）传感器，该传感器安装在GIS盆式绝缘子处，接收盆式绝缘子处泄漏的电磁波，并对周围空间电磁干扰抑制；在选择天线基板的材料、厚度、形状，以及附加阻抗匹配网络等方面进行了频带展宽。计算和实测表明，天线的有效工作频带展宽为340～440MHz，中心频率为390MHz，相对带宽25．6％，达到宽频带天线范围，并且最大辐射和接收方向上的增益达到了5．38。实验室GIS模拟装置测量表明该天线传感器性能良好，具有较高灵敏度，可用于GIS局部放电在线监测。     

快速反射镜驱动形式对伺服带宽的影响

为了提高大行程快速反射镜系统的伺服带宽,提出一种直线驱动形式的快速反射镜。该快速反射镜以音圈电机作为驱动器,利用滚珠花键约束驱动器工作方向,将传统的弧线驱动转变为直线驱动。首先,对直线驱动快速反射镜进行了结构设计,重点分析了直线驱动单元的组成形式与特点;接着,从约束条件分析驱动形式对系统伺服带宽的影响因素,并推导两种驱动形式下,快速反射镜在大行程运动时的动力学方程;最后,利用有限元分析得出快速反射镜的机械谐振频率,并通过实验测试对两种驱动形式下快速反射镜的伺服带宽进行了验证。结果表明,在相同的实验条件下,相较于传统弧线驱动形式,直线驱动形式快速反射镜的机械谐振频率由121.8Hz提高至229.9Hz,伺服带宽由40.3Hz提高至75.1Hz,分别提高了88.8%、86.4%,满足快速反射镜在大行程工作状态下的高带宽设计要求。     

射频电子标签天线设计及印刷工艺分析

阐述了基于13．56MHz射频印刷标签天线具体的设计方法和制造工艺。以ICODE芯片为例,描述了整个标签天线结构设计方法,设计并印刷出天线。通过对印刷天线的分析,进而得出印刷天线电感及电容的获得主要取决于设计结构的结论,而对印刷工艺而言,印刷工艺的优化目标之一则是获得较低的天线阻值,从而得到较高的天线品质因子Q,获得理想的天线综合性能,满足感应距离的需要。     

A broadband Fourier transform microwave spectrometer based on chirped pulse excitation

Designs for a broadband chirped pulse Fourier transform microwave (CP-FTMW) spectrometer are presented. The spectrometer is capable of measuring the 7-18 GHz region of a rotational spectrum in a single data acquisition. One design uses a 4.2 Gsampless arbitrary waveform generator (AWG) to produce a 1 mus duration chirped pulse with a linear frequency sweep of 1.375 GHz. This pulse is sent through a microwave circuit to multiply the bandwidth of the pulse by a factor of 8 and upconvert it to the 7.5-18.5 GHz range. The chirped pulse is amplified by a traveling wave tube amplifier and broadcast inside the spectrometer by using a double ridge standard gain horn antenna. The broadband molecular free induction decay (FID) is received by a second horn antenna, downconverted, and digitized by a 40 Gsampless (12 GHz hardware bandwidth) digital oscilloscope. The second design uses a simplified pulse generation and FID detection scheme, employing current state-of-the-art high-speed digital electronics. In this spectrometer, a chirped pulse with 12 GHz of bandwidth is directly generated by using a 20 Gsampless AWG and upconverted in a single step with an ultrabroadband mixer. The amplified molecular emission is directly detected by using a 50 Gsampless digital oscilloscope with 18 GHz bandwidth. In both designs, fast Fourier transform of the FID produces the frequency domain rotational spectrum in the 7-18 GHz range. The performance of the CP-FTMW spectrometer is compared to a Balle-Flygare-type cavity-FTMW spectrometer. The CP-FTMW spectrometer produces an equal sensitivity spectrum with a factor of 40 reduction in measurement time and a reduction in sample consumption by a factor of 20. The CP-FTMW spectrometer also displays good intensity accuracy for both sample number density and rotational transition moment. Strategies to reduce the CP-FTMW measurement time by another factor of 90 while simultaneously reducing the sample consumption by a factor of 30 are demonstrated.     

企业无线局域网运行中的安全缺陷及其安全架构方案

分析了WLAN面临的几类安全威胁以及WLAN与LAN在安全问题上的差异;对于目前在企业无线局域网中常用的IEEE802.11技术中的安全漏洞进行逐个解析。在此基础上介绍了两种采用严格的层次结构和使用多种技术的安全WLAN架构:1.使用VLAN保护WLAN;2.使用IPSec保护WLAN。