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新型UWB平面单极子微带天线阵设计

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简介：
本研究提出了一种创新性的超宽带(UWB)平面单极子微带天线阵设计方案，旨在提高无线通信系统的性能。通过优化结构参数，该天线阵展现出卓越的宽带特性、高增益及良好的方向图稳定性，适用于多输入多输出(MIMO)系统和大规模天线阵列技术。 本段落提出了一种新型平面单极子微带天线阵列，以矩形平面单极子天线为基础，通过改变辐射贴片的形状来优化原有天线性能。设计出一款中心频率为2.4GHz、相对带宽达到42%且增益达13dB的宽带四单元平面单极天线阵列。仿真与实验结果表明，在1.93GHz至2.93GHz频段内，该天线反射系数均小于-10dB。

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  • 新型UWB平面单极子微带天线阵设计
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    本研究提出了一种创新性的超宽带(UWB)平面单极子微带天线阵设计方案，旨在提高无线通信系统的性能。通过优化结构参数，该天线阵展现出卓越的宽带特性、高增益及良好的方向图稳定性，适用于多输入多输出(MIMO)系统和大规模天线阵列技术。 本段落提出了一种新型平面单极子微带天线阵列，以矩形平面单极子天线为基础，通过改变辐射贴片的形状来优化原有天线性能。设计出一款中心频率为2.4GHz、相对带宽达到42%且增益达13dB的宽带四单元平面单极天线阵列。仿真与实验结果表明，在1.93GHz至2.93GHz频段内，该天线反射系数均小于-10dB。
     
  • 2015年的宽带平面单极子天线设计
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    本研究聚焦于2015年宽带平面单极子天线的设计与优化，探讨其在现代无线通信系统中的应用潜力及技术挑战。 设计了一种尺寸为80.0mm×70.0mm×1.6mm的宽带微带天线，采用相对介电常数为4.4的FR4材料作为介质基板。通过HFSS软件仿真发现，该天线的工作频段覆盖了从0.79GHz到2.81GHz（回波损耗dB(S(1,1))≤-10dB，驻波比VSWR≤2），相对带宽为112%，涵盖了GSM900、CDMA800、DCS1800及PCS1900通信频段，并包括无线局域网WLAN的2.45GHz波段。在工作频段内，该天线表现出良好的辐射方向性和增益特性，适用于手机信号屏蔽仪天线的设计需求。此外，仿真结果还表明接地面尺寸大于辐射贴片尺寸。
     
  • 一款新型宽带圆极化微带天线的设计
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    本项目专注于设计并优化了一款新型宽带圆极化微带天线，旨在提高无线通信系统的性能和效率。该天线具备宽频带、高效辐射等特点，适用于多种移动通讯设备及卫星导航系统。 微带天线的基片厚度通常远小于工作波长，因此实现了小型化设计。相比普通微波天线，微带天线具有剖面薄、体积小、重量轻以及易于共形的特点，并且容易获得圆极化特性。然而，其频带较窄并且性能会受到基板材料的影响。 为了拓宽微带天线的频率范围，目前有以下几种方法： 1. 降低等效谐振电路的Q值，例如通过增加基片厚度或减小相对介电常数； 2. 修改等效电路设计：添加寄生贴片、采用电磁耦合馈电等方式； 3. 添加阻抗匹配网络以优化性能； 4. 其他方法包括改变贴片形状、加入变容管以及利用行波阵列或者对数周期结构。 其中，第一种方式相对简单易行。然而，在参数超出一定范围时会激发高阶模式，导致天线方向图劣化并增加辐射损耗。
     
  • 单频圆形单极微带天线设计
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    本研究聚焦于单频圆形单极微带天线的设计与优化，探索其在无线通信中的应用潜力，旨在提高信号传输效率和质量。 微带天线是一种在介质基片上贴附金属辐射片，并在其背面敷以金属薄层作为接地板的天线类型。这种天线主要采用微带线或同轴馈电方式，通过金属贴片与金属接地板之间的缝隙来激发并辐射电磁场。因此也被称为缝隙天线。 尽管存在频段窄、功率容量小、损耗大及基底材料对性能影响显著等缺点，但其体积小巧、重量轻盈、低剖面设计以及易于集成等特点使其在军事和民用领域得到广泛应用。微带天线适用于100 MHz至50 GHz范围内的多种应用场景，包括卫星通信系统、指挥控制系统、导弹遥测设备及武器引信装置。 无线电引信技术可以用于控制武器弹丸的引爆时间或位置，在战场上实现更精准且高效的杀伤效果。
     
  • 小型薄型微带圆极化天线设计
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    本项目专注于研发一种适用于便携式通信设备的小型薄型微带圆极化天线。通过优化结构设计，实现高效、紧凑且成本低廉的无线通讯解决方案。 本段落提出了一种小型化薄型微带圆极化天线的设计方案，并利用HFSS仿真软件与理论计算公式对微带天线的谐振频率及其与基片介电常数之间的关系进行了深入研究。结果表明，选择高介质常数尤其是具有较高磁导率μr>1的材料作为基板可以显著减小天线尺寸。通过优化馈电点位置和改进贴片结构设计，在HFSS仿真软件的支持下成功开发了一款性能优越的小型化薄型微带圆极化天线，其面积仅为传统同类产品的21%，厚度则为常规高介电常数材料制成的类似产品67%。
     
  • 基于HFSS的四元平面微带阵列天线设计
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    本研究利用HFSS仿真软件设计了一种高性能四元平面微带阵列天线，旨在优化其电气性能和制造工艺。 基于微带阵列天线的空腔模型分析法完成了LS波段4元线极化微带阵列天线的设计。使用HISS仿真软件构建了物理模型，并利用HFSS宏定义优化了尺寸参数。通过数据处理得到了驻波比、反射系数、增益方向图和电场方向图等曲线。仿真结果显示，该4元微带阵列天线的各项性能良好，满足工程需求。
     
  • 微带天线阵列设计
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    《微带天线阵列设计》一书专注于介绍微带天线的基本原理、性能分析及阵列设计方法，旨在为无线通信和雷达系统中的天线技术应用提供理论支持与实践指导。 这是一篇关于带天线阵列的论文，希望会对读者有所帮助。
     
  • 微型偶极子天线
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    微型偶极子天线是一种小型化的无线电通信设备，主要用于接收和发射电磁波信号。它结构简单、应用广泛，在便携式电子设备中尤为常见。 这是一个使用HFSS制作的微带偶极子天线，大家可以参考一下。
     
  • 微带天线阵列的宽带圆极化仿真与设计
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    本研究聚焦于微带天线阵列的设计与优化，特别关注宽带圆极化特性。通过仿真技术探索并实现了高效能、多用途的应用型天线系统。 自20世纪70年代中期微带天线理论得到显著发展以来，由于其体积小、重量轻、馈电方式灵活多样、成本低廉以及易于与目标共形等优点而备受青睐，在雷达系统、移动通信网络、卫星通讯和全球定位系统(GPS)等领域得到了广泛应用。圆极化作为微带天线技术中的一个重要分支，在各种电子设备中有着广泛的运用，如雷达、导航及卫星系统。 由于其特性，收发天线之间的角度位置具有很高的灵活性，并且能够有效减少信号多路径干扰及其他影响因素。此外，宽带通信因其容量大、保密性强和抗多重径扰能力强等优点成为21世纪通讯技术的发展方向，因此对无线设备的宽频化提出了更高的要求。其中，宽带天线是该领域的重要研究对象。 本段落主要探讨了无线通信中宽带圆极化微带天线的设计、分析与应用技术。在研究过程中采用了理论分析、数值仿真和实验验证等方法，并提出多种具有卓越性能的宽带圆极化微带贴片天线结构，研究成果已发表于本领域的顶级期刊《IEEE Transactions on Antennas and Propagation》及《IET Microwaves, Antennas & Propagation》，充分展示了作者的研究成果。 本段落的主要工作包括： 1. 双馈电宽带圆极化微带贴片天线设计技术研究。在探讨了圆极化天线的一般特性和基本要求后，针对传统微带天线频宽窄的缺点，提出了一种新型宽带馈电网络方案——3dB Wilkinson功分器和移相器组合，并通过L型金属棒进行旋转90度近耦合式双馈电来实现圆极化特性。在此基础上对贴片天线进行了面电流分布及辐射特性的详细研究并提出了改进设计，优化了环形贴片的尺寸。 2. 四馈电宽带圆极化微带贴片天线技术的研究。在原有双馈电结构的基础上增加了一组L型金属棒进行对称式四馈电操作，有效消除了馈电线辐射泄漏及信号耦合问题，并抑制交叉极化现象从而扩展了该类天线的圆极化频宽。 3. 四馈电宽带圆极化缝隙天线设计技术。通过在接地板上开设圆形槽来实现电磁波发射并采用四条微带线路进行馈电，此类结构不仅具备良好的宽带特性还拥有双圆偏振性能。 4. 宽带圆极化微带阵列的设计研究。基于单个宽带圆极化天线的研究成果进一步探究了阵列形式的宽频段天线设计技术，并采用相位旋转式单馈电方式实现了对整个阵列的有效馈电，提高了增益并保证了一定范围内的圆形偏振频率宽度。