單層超寬帶微帶貼片天線的設(shè)計(jì)與分析

設(shè)計(jì)了一種用于pcs和imt-2000頻段的雙u形結(jié)構(gòu)的微帶貼片天線,提出了一種新的方法,用同軸饋電的不是傳統(tǒng)平行的雙u形矩形微帶貼片,其優(yōu)點(diǎn)也是可以增加輸入阻抗帶寬。天線使用合適的尺寸,可以使u形縫天線在1710~2170mhz頻段內(nèi)高達(dá)23.7%的相對(duì)帶寬(vswr<2)。使用商業(yè)軟件hfss10得到天線的回波損耗和方向圖仿真結(jié)果。

基于隱蔽監(jiān)測的特殊需要,其監(jiān)測系統(tǒng)要求天線寬頻帶、高增益、且小型輕便,為此選定設(shè)計(jì)u型槽矩形貼片微帶天線。本天線矩形貼片尺寸為44.4×89.4mm2(即l×w),輻射貼片與地之間的空氣層厚度為10mm(即h),可在2.2~3ghz范圍內(nèi)工作,頻帶寬度約達(dá)30.77%,其增益達(dá)6.8~9.5dbi,滿足隱蔽監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)要求。該天線的矩形貼片尺寸l可構(gòu)成高段頻點(diǎn)的低q諧振電長度,而將貼片中印成u型槽后,其總尺寸未變,但與l組合后將延伸新的等效電長度,即構(gòu)成低段頻點(diǎn)的低q諧振電長度,從而使整體貼片(有u型槽后)具有寬帶工作特性。這里低q諧振是由u型槽造成的,有利展寬頻帶。由于u型槽使貼片上表面?zhèn)鲗?dǎo)電流路徑被延伸,因而貼片的實(shí)際尺寸被縮小約30%。本設(shè)計(jì)天線的仿真結(jié)果與實(shí)測結(jié)果基本吻合,表明近似計(jì)算公式可信。

接地板開槽可以改變微帶天線的輻射特性及阻抗特性,在微帶貼片天線的頻帶展寬中已有所應(yīng)用。該文給出了微帶貼片天線散射特性的矩量法求解過程,并分析了接地板開槽對(duì)天線雷達(dá)截面(rcs)的影響。與短路針加載相結(jié)合,給出了一種接地板開槽形式。結(jié)果表明,據(jù)此設(shè)計(jì)的微帶貼片天線在較寬頻帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)了rcs的減縮,同時(shí)天線的輻射性能保持良好,對(duì)天線的隱身有一定的借鑒作用。

針對(duì)當(dāng)前無線通信中的熱點(diǎn)之一超寬帶天線進(jìn)行研究,提出了一種簡單的新型超寬帶微帶天線結(jié)構(gòu),并利用電磁仿真軟件cst進(jìn)行仿真驗(yàn)證.仿真結(jié)果表明,該天線可在3～25ghz的頻段內(nèi)達(dá)到駐波比,不僅覆蓋了fcc所提出的頻段,更大大擴(kuò)展了可用頻段范圍.同時(shí),該超寬帶天線結(jié)構(gòu)整體輻射性能較好,基本符合超寬帶通信對(duì)天線的要求.

提出了一種微帶雙頻uwb天線的設(shè)計(jì),結(jié)合ads,hfss仿真工具;對(duì)天線結(jié)構(gòu)進(jìn)行理論優(yōu)化并通過大量仿真對(duì)天線尺寸進(jìn)行調(diào)整;優(yōu)化出適合uwbfcc提出的3.1-10.6ghz頻帶范圍的雙頻微帶天線,此天線的優(yōu)點(diǎn)不需要任何加載,結(jié)構(gòu)簡單;仿真結(jié)果表明天線性能良好,滿足一定的帶寬需求。

設(shè)計(jì)了一種寬帶微帶貼片八木天線。通過采用正方形貼片形狀、附加寄生貼片等方法,獲得了較大的相對(duì)阻抗帶寬和較好的方向性。該天線工作頻率為12ghz,三維電磁仿真軟件ansofthfss仿真結(jié)果表明:這種改進(jìn)型天線在其它參數(shù)不變的情況下,其相對(duì)阻抗帶寬達(dá)到27.5%(vswr≤2),實(shí)現(xiàn)了天線頻帶的超寬性,滿足了某項(xiàng)目中無線通信設(shè)備的需要。

設(shè)計(jì)了一種寬頻帶微帶天線。通過在矩形貼片上開槽的方法來實(shí)現(xiàn)寬帶化的設(shè)計(jì),利用電磁仿真軟件cstmws(cstmicrowavestudio)進(jìn)行仿真優(yōu)化,給出了天線的回波損耗和方向圖。仿真結(jié)果表明,該天線的頻帶寬度為普通矩形天線的3-4倍,并且具有較高的增益。

近年來,超寬帶(uwb)無線通信技術(shù)的發(fā)展日益引起人們的關(guān)注和興趣,超寬帶天線設(shè)計(jì)是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的課題。本文提出一種新穎的超寬帶楔形微帶準(zhǔn)喇叭天線設(shè)計(jì),通過合理設(shè)計(jì)輻射貼片和介質(zhì)基板的尺寸及形狀,有效地展寬了天線帶寬。仿真結(jié)果顯示其vswr<2的頻帶范圍較大,而且隨著頻率的增加,天線的增益有增大的趨勢(shì)。此外,這種天線成本較低廉,比較容易制作。

運(yùn)用八木天線原理、微帶天線理論和介質(zhì)重疊技術(shù),開發(fā)研究出了一種新型介質(zhì)埋藏微帶貼片八木天線。該天線變平面式微帶貼片八木天線為立體式結(jié)構(gòu),由原來平面式橫向排列變成立體式縱向重疊,解決了平面式微帶貼片八木天線的主波瓣不能與微帶天線平面垂直的問題。經(jīng)測試,這種天線性能優(yōu)于平面式微帶貼片八木天線。

提出一種新型的大帶寬脊形接地板微帶貼片天線.天線采用空氣介質(zhì)層,通過在脊形接地板頂端用同軸探針饋電單層方形貼片,從而減小了探針電感,能獲得很寬的工作帶寬.該天線的實(shí)測vswr≤2阻抗帶寬達(dá)到了90.1%,覆蓋1.75~4.62ghz的頻率范圍.

提出一種可應(yīng)用在無線局域網(wǎng)系統(tǒng)中的雙對(duì)稱u型槽加載三頻貼片天線。相對(duì)于單u型槽而言,加載對(duì)稱u型槽所產(chǎn)生的頻段具有更高的線極化純度。以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)并制作出具有雙對(duì)稱u型槽結(jié)構(gòu)的貼片天線。天線通過矩形貼片、外層對(duì)稱u型槽以及內(nèi)層對(duì)稱u型槽3個(gè)結(jié)構(gòu)的諧振實(shí)現(xiàn)2.4ghz、5.2ghz和5.8ghz三頻工作,3個(gè)頻段的增益分別大于5.8db、4.8db和2.5db,各頻段內(nèi)交叉極化小于-20db,實(shí)測與仿真結(jié)果基本一致。

提出了一種新型的大帶寬空氣介質(zhì)圓極化方形貼片天線結(jié)構(gòu).天線采用同軸饋電,利用u形接地板結(jié)構(gòu),通過切角微擾并調(diào)整接地板的端板高度可滿意地獲得圓極化性能.該天線實(shí)測的-10db反射損耗帶寬達(dá)46.5%,比常規(guī)的gps圓極化天線寬很多,而且結(jié)構(gòu)簡單,便于加工.文中給出了天線的設(shè)計(jì)及不同參數(shù)對(duì)其性能的影響.

改進(jìn)了一種印刷圓盤單極超寬帶天線.利用仿真軟件cst對(duì)其進(jìn)行了仿真計(jì)算,最后給出了天線的反射損耗曲線和輻射方向圖.該天線采用微帶線進(jìn)行饋電.天線基板采用較低的介電常數(shù)(ε=2.2),天線的-10db反射損耗的頻率覆蓋范圍為2.77～14.82ghz.這種天線很適合應(yīng)用于目前的短程超寬帶通信系統(tǒng).

保真度論文：超寬帶高保真天線的研究與設(shè)計(jì) 【中文摘要】在超寬帶通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,需要綜合考慮脈沖波形 的產(chǎn)生和發(fā)射/接收天線對(duì)脈沖波形傳輸質(zhì)量的影響。在非超寬帶天 線的設(shè)計(jì)中,一般采用駐波比、增益、方向圖等參數(shù)來衡量天線性能 的好壞。這些參數(shù)都是頻率的函數(shù),它們?cè)谝欢ǖ膸挿秶鷥?nèi)變化不 大。但是,當(dāng)天線的帶寬是幾倍的頻程甚至十幾倍頻程,即對(duì)于超寬帶 天線,上述電參數(shù)已不足以反映超寬帶天線的性能。因此,超寬帶天線 時(shí)域脈沖波形的保真度逐漸成為超寬帶天線性能的研究熱點(diǎn)。本文在 研究保真度與天線參數(shù)關(guān)系的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一款保真度較高的超寬 帶天線。論文分為四個(gè)部分。首先介紹了發(fā)展超寬帶天線的意義,然 后討論了脈沖信號(hào)經(jīng)過超寬帶天線及自由空間時(shí)產(chǎn)生失真的過程及 原因,給出了本文的研究方法。其次,介紹了超寬帶天線的性能參數(shù), 并給出了超寬帶天線系統(tǒng)框圖及其傳輸信號(hào)的計(jì)算與

隨著wlan與藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展,2.4ghz頻段越來越受到關(guān)注,因此,設(shè)計(jì)了一種新型的應(yīng)用于2.4ghz頻段的天線.該天線結(jié)構(gòu)緊湊,可以方便地植入無線通信設(shè)備中,有較強(qiáng)的實(shí)用性.它通過在矩形微帶天線的輻射貼片上加載窄縫隙和一些諧振單元,利用直接或間接耦合作用,來實(shí)現(xiàn)微帶天線的小型化寬頻帶.其阻抗帶寬達(dá)到了885mhz(2010~2899mhz,回波損耗小于-10db),輻射方向圖表明該天線性能較好,增益達(dá)到了6.7dbi.

研究了兩種基于pbg接地板和開槽接地板的新型微帶天線在tm0工作模式下的特性.仿真結(jié)果表明,與普通的微帶天線進(jìn)行比較,pbg結(jié)構(gòu)和槽孔的引入可以有效地抑制表面波,使諧振頻率降低,頻帶有所展寬,改善了天線的前向輻射,從而減小了天線的尺寸,提高了天線的性能.

本文提出了一種寬帶三角形偶極子微帶天線。該天線由平面偶極子,垂直短路片組成,由l型饋線進(jìn)行饋電。仿真結(jié)果表明:該偶極子天線相對(duì)帶寬達(dá)到了70%(vswr≤2),實(shí)現(xiàn)了1.87-3.87ghz的工作頻帶,平均增益達(dá)到7dbi,具有穩(wěn)定的增益和方向圖,交叉極化小于-25db.

采用微帶貼片天線與印刷四臂螺旋天線相組合的方式,完成銥星通信和北斗定位通信的功能,通過特殊機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)二者電氣性能的互補(bǔ)優(yōu)化。

文章設(shè)計(jì)了一種新穎的心形超寬帶陷波天線。該天線采用微帶線饋電,為了獲得超寬帶特性,將天線的輻射貼片設(shè)計(jì)成漸變的心形形狀,同時(shí)在地板上切角來獲得良好的阻抗匹配。為了去除超寬帶頻帶內(nèi)的來自無線局域網(wǎng)(wlan)頻段的干擾,在輻射貼片上引入u形槽使其具有陷波功能。仿真結(jié)果表明該天線覆蓋了3.4ghz~14ghz的頻帶范圍,并實(shí)現(xiàn)了在5ghz~6ghz處形成阻帶特性,結(jié)構(gòu)簡單,適用于超寬帶系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用。

設(shè)計(jì)了一種具有矩形環(huán)路的超寬帶天線。該天線包含兩個(gè)共振輻射部分,一條回路和槽循環(huán),通過該設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了超寬帶功能。利用高頻電磁仿真軟件hfss進(jìn)行了仿真,該天線工作頻率在2.8~4.85ghz,輸入回波損耗<-10db,并給出了方向圖、回波損耗等天線的普遍性指標(biāo),仿真結(jié)果證明了該天線設(shè)計(jì)方法有效可行。

針對(duì)微帶天線自身特點(diǎn),設(shè)計(jì)一款u形槽的寬帶微帶天線,采取相應(yīng)措施,使得駐波比、帶寬、增益等參數(shù)在其所設(shè)計(jì)的輻射頻段均達(dá)到比較理想效果。用hfss軟件進(jìn)行仿真計(jì)算及優(yōu)化設(shè)計(jì),并對(duì)實(shí)際天線進(jìn)行了測試。測試結(jié)果與仿真結(jié)果具有很好的一致性。

利用單極子結(jié)構(gòu)和共面波導(dǎo)特性設(shè)計(jì)了一種小型化超寬帶箭形單極子天線。該天線帶寬達(dá)到3.9~10.9ghz。使用三維電磁仿真軟件hfss12對(duì)天線進(jìn)行仿真并進(jìn)行優(yōu)化,得到回波損耗、電壓駐波比,增益等參數(shù),其中回波損耗在3.9~10.9ghz小于–10db,電壓駐波比小于2。仿真結(jié)果表明該天線符合設(shè)計(jì)要求,在整個(gè)帶寬頻率范圍內(nèi)具有較穩(wěn)定的增益和輻射方向性,其可廣泛應(yīng)用于商業(yè)超寬帶無線通信領(lǐng)域中。