基于RFID的微带天线应变传感器的仿真分析

为了研究应变传感器的无线检测技术,提出一种基于无线射频识别(radio frequency identification,RFID)微带天线应变传感器的无线检测方法,将超高频RFID技术与微带天线技术相结合,以微带天线作为标签天线,接收RFID阅读器发射的能量,激活RFID的标签芯片,芯片再通过信号调制技术,消除环境中的噪声干扰,并将天线谐振频率随应变变化信息返回阅读器,实现无源无线的应变检测.分别设计了插入馈电式和边缘馈电式2种RFID微带天线传感器,利用HFSS电磁仿真软件对二者进行了结构和参数优化设计;利用COMSOL仿真软件,通过固体力学和电磁学相耦合的仿真分析,明确了不同应变状态下,2种传感器谐振频率的偏移量与应变均呈线性关系,其仿真结果与理论值相吻合,满足结构应变测量的要求,为实验研究奠定了理论基础.     

一种新型宽带圆极化微带天线的设计

该文设计了一种新型宽带圆极化微带天线。该天线采用微带线进行馈电,在地板圆形开槽内加载一对矩形和椭圆组成的径向微扰枝节来获得圆极化,并切去一对圆弧形槽以降低圆极化的中心频率。借助仿真软件HFSS对天线结构参数进行优化设计,并制作实物。仿真与测试结果表明：回波损耗小于-10dB的阻抗带宽为12．5％,且在此频段内轴比均小于2dB。     

基于寄生耦合单元的多频段微带天线设计

通过在金属贴片边缘增加寄生耦合单元,设计了单馈点、易共形的紧凑多频段微带天线.该微带天线由地面、馈电传递单元及其两侧边缘的一个曲折线形贴片寄生耦合单元和一个T形贴片寄生耦合单元组成.天线的谐振频率和带宽由2个寄生耦合单元的结构尺寸以及寄生单元与馈电传递单元之间的相互耦合共同确定,可以通过调整寄生耦合单元的结构参数独立调整各谐振频点.通过计算电磁学软件分析了各结构参数对谐振频率的影响,并仿真了一种典型情况的天线,其工作频段为0.972~0.988 GHz、2.178~2.27 GHz和3.293~3.356 GHz.该天线仿真和测试结果符合得很好,验证了可通过单馈点激励多个寄生耦合单元的方法有效地设计多频段天线.     

构架式空间可展开天线结构优化参数预测模型

为了得到构架式空间可展开天线结构优化中目标函数与设计变量的解析表达式,基于BP神经网络建立一种天线结构优化参数的预测模型．根据天线背架的结构及神经网络的训练原理,构建对优化参数进行预测的网络模型;应用有限元软件ANSYS对优化参数进行数值计算,通过正交试验设计,得到BP神经网络的训练样本;调整传递函数、隐层节点数及训练...     

嵌入钢壳的共形微带天线设计

针对安装空间受限且需要与安装壳体共形的需求,设计了一种工作于2.4 GHz频段的圆环形微带贴片天线.利用Ansoft HFSS软件建立了天线及其安装壳体的模型,通过仿真分析确定了天线的外形尺寸以及加载电阻的阻值.仿真结果表明:辐射贴片的外形尺寸与天线的谐振频率密切相关,尺寸增大会使谐振频率明显下降;增大加载电阻的阻值可有效降低天线的谐振频率;嵌入钢壳后天线的谐振频率提高了4.2%.利用矢量网络分析仪对天线嵌入钢壳后的特性进行了实测,测试结果与仿真结果吻合良好.     

单馈圆极化微带天线的工程调试方法研究

为解决单馈圆极化微带天线的工程实现与设计方案存在着谐振频点不一致、轴比变差等问题,基于单馈圆极化天线理论基础,提出了两类单馈圆极化天线的工程调试方案,并采用HFSS软件进行了仿真。仿真结果表明,在天线的不同位置进行调试可分别对单馈圆极化微带天线的谐振频率、反射系数和轴比等天线性能进行优化调整,这对该类天线的工程调试具有指导意义。     

一种LoRa微带天线的小型化设计

针对LoRa可穿戴冲击波检测记录仪需要小体积天线的问题,设计了一种小型的LoRa微带天线.该天线采用曲流技术即蛇形蜿蜒走线形式,减小了天线的结构尺寸,通过加载匹配网络的方法改善了天线的阻抗性能.使用Ansoft HFSS 15.0仿真软件设计了天线的整体结构,推导出天线的各个最优参数.仿真结果表明,天线在中心频率470...     

多功能可调谐超宽带陷波天线设计与实现

超宽带陷波天线能有效避免与现有无线信号的干扰,可满足现代无线通信天线小型化、宽频带以及多服务的要求,在宽带物联接入及移动通信领域内具有良好的实用性和广阔的应用前景。文章概述了超宽带陷波天线结构与工作原理,利用全波仿真软件HFSS进行设计并实现其超宽带特性、陷波特性、可调谐功能,通过矢量网络分析仪对微带天线实物进行测试,并与仿真数据相比较。结果表明:所设计的天线在3.1～10.6 GHz内回波损耗-10 dB,电压驻波比基本2,发射效率50%;利用矩形环贴片结构实现宽频带特性,在矩形环内引入寄生谐振单元抑制特定频段天线的辐射特性,改变寄生谐振单元的尺寸,可实现特定频段内的陷波特性。     

圆环微带天线特征值的一种近似计算公式

在多模卫星系统圆环天线以介质为中心的情形下,利用腔体模型构建特征函数,得出磁壁边界条件下的特征方程,针对方程参数的不同取值,运用Matlab求解相应的特征值。调用Lsqcurvefit函数,通过拟合得出特征值的近似公式。借助Ansoft HFSS软件进行天线设计仿真,所得主模谐振频率与由近似公式所得结果一致,表明所得近似公式可用于简化天线设计。     

基于矩形贴片天线的应变测量技术

为了研究基于矩形贴片天线的应变测量技术,根据传输线模型,分析了矩形贴片天线与应变间的作用机理,明确了天线辐射单元尺寸受应变影响,可导致贴片天线中心频率发生偏移,且获得了频率偏移量与应变间的线性关系理论表达式.设计3种不同中心频率的矩形贴片天线,利用高频结构模拟器(high frequency structure simulator,HFSS)电磁仿真软件和拉伸应变检测系统,对不同应变状态下,贴片天线中心频率随应变的变化趋势进行了仿真与实验测试.仿真和实验结果表明:贴片天线的中心频率的偏移量与应变之间线性关系明显,且贴片天线的中心频率越高,应变灵敏度越大.利用矩形贴片天线作为应变传感器,可满足结构应变测量要求,为结构健康无线监测研究奠定了基础.     

有限大面积的频率选择表面与微带天线一体化

从方环缝隙型频率选择表面（FSS）出发,利用有限元法的电磁仿真计算软件（HFSS）,对微带天线与有限大面积的FSS阵列进行了一体化建模和仿真,确定了FSS结构与微带天线间的最佳距离。同时还研究分析了在不同工作频率下,FSS结构的空间位置与天线间的关系,FSS结构单元个数变化等情况下的天线增益方向图的变化。     

关于具有空气隙的矩形微带天线的谐振频率探讨

对微带天线的腔模理论进行修改,利用电磁场理论推导了具有空气隙的矩形微带天线的谐振频率的计算公式,同时考虑了边缘效应,引入了有效介电常数,对谐振频率的计算公式进行了修正。最后将其用于实例的计算结果与文献[3,4]实测结果相比较。结果表明,理论计算结果与实测值有良好的吻合。     

Ku波段电磁涡旋相控阵列天线设计

为了能产生性能更好携有轨道角动量的涡旋电磁波,采用微带天线技术,设计了一种新型的相控微带阵列天线.以同轴馈电的圆微带天线为单元,将8个、16个相同的单元天线等间隔的分布在一个同心圆上分别组成两个单圆环和一个双圆环结构的相控阵列天线,并采用等幅且同一环的相邻单元间相位差为常数的方式进行激励.通过电磁场全波仿真软件Ansoft HFSS建模并优化,单圆环和双圆环阵列结构均在中心频率为15 GHz处获得了携有轨道角动量的涡旋辐射方向图.结果表明:虽然单圆环结构的相控阵列天线可通过增加阵元数来改善电磁涡旋性能,但不可避免的造成更大的天线体积;而利用双圆环结构,由于增加一个内环设计自由度,结合内外环的协同优化仿真,通过设置适当的天线阵列结构和相位延迟,双圆环结构较单圆环结构产生的涡旋电磁波有更小的中心轴线开口张角,具有更强的涡旋方向性和更高的辐射增益.     

基于HFSS的4×24微带阵列天线的研究与设计

微带阵列天线的馈电方式有微带线馈电和同轴馈电两种方式,本文利用HFSS软件对微带阵列天线进行了研究,分析了两种馈电方式的传输损耗及其对天线方向图的影响,利用模块化的设计方法实现了一种基于同轴线馈电结构的多元矩形微带阵列天线。在HFSS仿真设计环境里对天线进行了物理建模,该微带阵列天线的方向图特性良好,工程上实现比较方便。     

一种双频微带贴片天线的设计

在矩形微带辐射贴片的设计基础上,通过选择合适的50Q同轴线的馈电位置,设计了一个双频微带贴片天线,工作于1．3GHz及1．8GHz频段。基于ANSOFT公司HFSS三维仿真软件,对天线尺寸进行设计,并通过合适的馈电位置实现与微带线之间的匹配,降低天线的回波损耗。结果表明：端口散射参数s11表明天线在1．3GHz及1．8GHz表现小的回波损耗,该方法可为实际双频天线的设计提供指导。     

一种圆极化正三角形微带贴片天线的设计与仿真

在对正三角形微带贴片天线相关电参数计算及理论分析的基础上,设计了一种工作在TM模式下,中心频率为12GHz的圆极化天线.通过HFSS软件对所建立的模型进行了仿真测试,测试结果表明所设计的天线具有高增益、宽频带的特性,可以满足工程设计需求.     

一种双U形缝隙加载的分形多频天线

结合分形结构和加载缝隙的特性,提出一种多频段天线的设计方法。通过在具有分形结构微带天线的接地板上加载双U形缝隙,在单层微带天线上实现了多频段工作。分形结构的应用,降低了天线的谐振频率,该天线尺寸是未加分形天线尺寸的52％。在接地板加载双u形缝隙,改变了天线的电流路径,通过改变U缝隙的参数,可以灵活调整天线的谐振频率。根据天线设计的思路,通过分析、仿真及实测表明,该天线能工作在GSM900／GPS／DCS1800／TD-SCDMA4种网络模式下。     

表面开十字形辐射槽的新型GNSS贴片天线的研究和应用

研究了一种表面开十字形辐射槽的新型贴片天线,并与同频率的一般贴片天线做性能对比,研究结果表明,此类新型贴片天线具有频带宽和形状小的突出优点.将其应用于一种精确测量型的GNSS双频天线设计,充分展宽了天线的阻抗带宽和轴比带宽,设计的天线可以接收全频段GNSS导航系统信号.采用HFSS软件仿真的结果显示,它的阻抗带宽、轴比带宽、增益和相位中心稳定性等性能参数都较好,并且表现出良好的圆极化性能和小型化效果,尤其适合于手持式精确导航终端,具有良好的应用前景.