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一种新型宽波束圆极化微带天线

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简介:
本发明介绍了一种具有宽波束特性和圆极化性能的微带天线设计,适用于无线通信中的多种应用场景。 本段落提出了一种应用于卫星定位系统的微带天线设计,该设计具备宽广的波束宽度以及优良的圆极化性能。通过在接地板上进行开槽处理,并结合角锥喇叭结构的应用,实现了特定几何扰动以达到圆极化的效果;同时,在角锥喇叭之上设置具有开槽接地板的微带天线,有效扩展了波束范围。 仿真结果显示,该设计方案使得E面和H面上均形成了宽广的辐射波束:其中E面波束宽度超过123°, H面则大于136°;并且在整个工作频率范围内保持良好的圆极化特性。

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  • 线
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    本发明介绍了一种具有宽波束特性和圆极化性能的微带天线设计,适用于无线通信中的多种应用场景。 本段落提出了一种应用于卫星定位系统的微带天线设计,该设计具备宽广的波束宽度以及优良的圆极化性能。通过在接地板上进行开槽处理,并结合角锥喇叭结构的应用,实现了特定几何扰动以达到圆极化的效果;同时,在角锥喇叭之上设置具有开槽接地板的微带天线,有效扩展了波束范围。 仿真结果显示,该设计方案使得E面和H面上均形成了宽广的辐射波束:其中E面波束宽度超过123°, H面则大于136°;并且在整个工作频率范围内保持良好的圆极化特性。
  • 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。
  • 基于HFSS的线设计
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    本研究利用HFSS软件设计了一种新型宽波束圆极化天线,旨在提升无线通信系统的性能和可靠性。 本段落采用HFSS设计了一种新型的螺旋天线结构,结合了角锥螺旋与四臂螺旋的特点,并采用了自相移结构及渐进式的平衡馈电方式。通过HFSS对其辐射特性进行分析以及实测结果表明,该天线在实现宽波束圆极化的同时展宽了频带,并且具有简单的结构。
  • L频段贴片线
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    本设计介绍了一种宽带宽、L频段工作的圆极化贴片天线。其独特结构保证了高效的圆极化性能和广泛的带宽范围,适用于卫星通信等需要高性能圆极化天线的场景。 圆极化全向天线因其优异的性能特点,在现代无线应用领域越来越受到重视。本段落提出了一种适用于L频段、具有宽轴比带宽特性的微波贴片天线设计,该天线由上下两层介质构成,下层通过微带馈线耦合进行供电,并在接地板上蚀刻十字交叉缝隙以促进圆极化并优化顶层贴片的耦合效果。根据实验结果,在3dB轴比范围内(1.023~1.060GHz),该天线表现出色,其增益值高于5.68dBi,并且在中心频率点(1.04 GHz)时前后瓣比超过20dB。
  • 关于C线的设计研究.pdf
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    本论文探讨了C波段宽带圆极化微带天线的设计方法与技术细节,旨在提升其性能和应用范围。通过优化结构参数,实现了高增益、低轴比的特性。 圆极化天线因其能够接收任意极化的电磁波而被广泛使用。为了满足通信需求,宽带圆极化天线应运而生。通过对矩形贴片天线进行结构调整,设计出一种新型的宽带圆极化天线,并利用电磁仿真软件CST对该天线进行了全波时域仿真分析。仿真结果显示,该天线的工作频段为3.8~8.1GHz,在通带内轴比参数AR<3的带宽为4~8GHz,显著拓宽了工作范围。
  • 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%。
  • 线
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    简介:本项目研究的是具有圆形极化特性的微带天线设计与优化。这种天线能够接收或发送各个方向均匀分布的电磁波信号,在无线通信领域有着广泛的应用前景。 本段落介绍了一种利用HFSS-MATLAB-API设计圆极化微带天线的方法。作者采用VBS脚本语言进行建模,并通过MATLAB编程实现了天线的优化设计。文章详细介绍了设计过程及结果,同时对天线性能进行了测试和分析。该方法为微带天线的设计提供了一种新的思路和工具。
  • 线阵列的仿真与设计
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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。