带寄生单元宽带单极子天线研究

提出并设计了一种带寄生单元宽带单极子天线,该天线由一个单极子天线附加两个寄生振子组成.仿真及实验结果证明:天线在保持单极子天线特性的同时,实现了其宽带特性.该天线在750～2240 MHz的频带内反射损耗小于-10 dB,具有水平全向的方向图、稳定的增益.天线的结构和电特性决定了天线有广阔的应用前景,非常适用于移动通信终端设备,作为手持终端天线和车载天线将大有可为.     

小型化准分形加载单极子天线

提出了一种小型化宽带加载单极子天线,即对有顶部加载的单极子天线进行准分形和RLC集总加载.研究表明准分形可以有效地降低天线的谐振频率,提高辐射能力.准分形加载单极子天线和三维分形树单极子天线相比,结构非常简单,容易实现,和典型的加载单极子天线相比,天线的电尺寸要小得多.对准分形加载单极子模型天线进行了测试,实测结果和仿真结果比较一致.加入匹配网络后,可得到10:1的带宽.     

一种集总元件加载的宽带小型化多臂折叠天线

设计了一种小型化超低轮廓多臂折叠天线,通过在天线臂之间引入集总元件加裁并使用一个简单的高通匹配网络,实现了30～115 MHz频带内驻波比<3的宽带特性,天线高度仅0.4,m,为其最大波长的4%.仿真结果表明:此天线频率低端辐射效率达13%,高端辐射效率达60%.通过与单极子天线的增益对比,验证了仿真结果可靠性.     

用于WLAN/WiMAX的双频紧凑型天线

提出了一种新型共面波导馈电的小型双频宽频带天线。天线由一环形单极子和一矩形贴片组合而成,矩形贴片嵌在环形单极子内部,使得天线结构紧凑。天线分别由矩形贴片和环形单极子辐射产生高低两个工作频段,实测高低频段带宽可覆盖无线局域网络(WLAN)和微波存取全球互通(WiMAX)全部通信频段。同时,天线在各工作频段内具有良好的全向辐射特性。实测和仿真的结果基本吻合,从而验证了这种设计方法的有效性。     

基于人工磁导体的芯片内/芯片间无线互连单极子天线传输特性研究

提出了一种新的用于芯片内/芯片间无线通信系统中的基于人工磁导体（Artificial Magnetic Conductor,AMC）结构的单极子管脚天线阵列模型.印刷电路板（Printed Circuit Board,PCB）采用厚度3mm的FR4介质,形状为边长50mm正方形.4个单极子天线分布在PCB基板中心15mm×15mm的正方形各顶点上,代表4个芯片的4个管脚.天线为铜材质,长度2.6mm,直径1.5mm.在PCB介质中嵌入了一个周期性人工磁导体铜质平面,4个单极子天线形成一个4端口网络.在仿真基础上,进了实物加工测试.实测结果表明,具有AMC的天线阵列回波损耗（S₁₁）-10dB频带为13.02GHz~15.73GHz;在14.22GHz处,S₁₁的幅度达到最小值-27.25dB,S₂₁、S₃₁、S₄₁分别为-26.26dB、-19.23dB、-21.14dB.与不含AMC结构的天线阵列相比,S参数得到了有效改善,其中S₁₁改善了约3.63dB,S₂₁、S₃₁、S₄₁分别提高了2.05dB、7.21dB、5.28dB.验证了在PCB介质中嵌入AMC结构,可以有效提高单极子天线间的电压传输系数,增加信号的功率传输增益.     

多速率超宽带通信系统中天线传输性能的研究

利用实验测量结合数值仿真的方法,研究了特定室内环境中,不同形状超宽带单极子天线对不同速率多带正交频分(MB-OFDM)超宽带通信系统传输性能的影响.仿真与实验中,MB-OFDM平台采用MATLAB的simulink工具实现,天线与传播环境构成的广义信道特性则通过矢量网络分析仪进行测量.结果表明,单极子天线形状对不同速率MB-OFDM系统的传输误比特率性能有显著影响,文章的方法可用于多速率超宽带通信系统收发天线的优选和性能评价.     

五元印刷单极子方向图可重构阵列天线*

设计制作了一种用于无线通信移动终端的方向图可重构阵列天线.该阵列天线由一个激励单极子和四个长度可调的寄生印刷单极子组成,可工作于两种模式,阵列波束在方位面内有八种不同的指向.通过控制PIN开关的状态,寄生单元可以在引向器和反射器之间切换状态,方向图的主瓣指向开关断开的阵元方向.阵列天线方向图可以以45°步长覆盖方位面,工作频带覆盖WiMAX (3.40-3.69GHz)频段,辐射增益大于6dBi.在两种模式中各选取了一个指向状态,对其回波损耗和方向图进行了实测,实测结果与仿真结果吻合较好.     

一种紧凑型超宽带UHF天线设计

提出了一种尺寸紧凑的超宽带特高频(UHF)天线,该天线由微带单极子天线和寄生层组成。通过将单极子天线的矩形辐射贴片与圆环贴片结合、加载寄生贴片,以及对接地板进行开槽和切角,有效拓展了天线的带宽,并使其获得了超宽带特性。将印刷有双箭头金属图案阵列的寄生层放置在单极子天线下方可提高天线的增益,且阻抗带宽保持不变。该天线的整体尺寸为120 mm ×150 mm ×11.2 mm,反射系数S11<-10 dB的频率为0.64~7.00 GHz,最大增益为7.57 dBi,具有良好的全向辐射特性。对天线进行了加工与测试,测试结果与仿真结果基本一致,证明了仿真结果的有效性。     

基于UTD和GA混合算法的无人机载天线布局优化

为克服无人机天线之间的相互干扰,采用遗传算法对天线进行优化布局,以减少天线间的耦合。通过采用一种新的目标函数,结合一致性几何绕射理论对圆柱体上的单极子天线和无人机表面上单极子天线的布局进行优化,得到了最佳的优化位置。通过Feko仿真对优化位置结果进行验证,得到了最佳位置处S参数值,可知天线优化位置后相互之间的耦合度变小,这也间接证明了该方法计算的正确性。该方法能够及时准确地对机载天线间的耦合度进行预测和评估,具有实际应用价值。     

新型共面波导馈电超宽带单极子天线设计

提出了一种新型的超宽带单极子天线,该天线将经典圆形单极子的下半圆用两个倒梯形替代,有效减小了天线的体积,利用电磁场仿真软件Ansoft HFSS对该天线进行了仿真优化。结果表明,该天线的阻抗带宽为2.48~15.23 GHz,覆盖了超宽带通信系统的带宽。该天线在2.48~15.23 GHz带宽内的S11≤–10 d B,VSWR≤2,具有比较稳定的辐射特性,符合超宽带通信系统的要求。