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关于双Z型双频微带天线的设计与分析（2014年）

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简介：
本文于2014年探讨了双Z型双频微带天线的设计原理及优化方法，并通过仿真和实验对其性能进行了详细分析。 设计了一种双Z型缝隙结构的双频微带贴片天线，通过加载缝隙改变贴片表面电流路径的方法来实现天线的双频带，并利用电磁仿真软件HFSS 13.0对天线进行仿真分析。结果表明，在回波损耗小于-10.0 dB时，该天线工作于2.44~2.56 GHz和4.92~5.08 GHz两个频段，相对带宽分别为4.8%和3.2%。与普通微带天线相比，此设计显著提高了带宽，并且整体辐射性能良好、结构简单易实现。所设计的双频微带天线适用于无线通信系统中使用。

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  • 关于双Z型双频微带天线的设计与分析（2014年）
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    本文于2014年探讨了双Z型双频微带天线的设计原理及优化方法，并通过仿真和实验对其性能进行了详细分析。 设计了一种双Z型缝隙结构的双频微带贴片天线，通过加载缝隙改变贴片表面电流路径的方法来实现天线的双频带，并利用电磁仿真软件HFSS 13.0对天线进行仿真分析。结果表明，在回波损耗小于-10.0 dB时，该天线工作于2.44~2.56 GHz和4.92~5.08 GHz两个频段，相对带宽分别为4.8%和3.2%。与普通微带天线相比，此设计显著提高了带宽，并且整体辐射性能良好、结构简单易实现。所设计的双频微带天线适用于无线通信系统中使用。
     
  • 2012年的双频微带贴片天线设计
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    本论文聚焦于2012年双频微带贴片天线的设计与优化，探讨了其在无线通信中的应用及技术挑战。通过改进结构参数和材料选择，实现了宽带宽、低剖面的高效天线设计方案。 基于矩形微带辐射贴片的设计理念，并通过选择适当的50Ω同轴线馈电位置，我们设计了一款工作在1.3 GHz及1.8 GHz频段的双频微带贴片天线。利用ANSOFT公司的HFSS三维仿真软件进行尺寸优化，确保与微带线的良好匹配并减少回波损耗。实验结果表明，在这两个频率点上，端口散射参数S11显示出了较低的回波损耗值。这一方法为实际双频天线的设计提供了有价值的指导。
     
  • 双频圆极化GPS微带天线设计
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    本项目专注于研发高性能、小型化的双频圆极化GPS微带天线。通过优化结构和材料选择，提高天线在移动通信中的性能与稳定性，适用于导航及定位系统。 本段落介绍了一种新型的GPS双频圆极化微带天线设计。这种天线采用双层贴片结构，并在上下两层采用了均匀分布的四馈点馈电方案，实现了L1和L2频率段内的圆极化特性以及小型化的体积要求。 为了提高辐射效率，该设计利用了切角技术和添加短截线的方法来优化天线性能。通过这些技术手段，不仅改善了天线的工作带宽和阻抗匹配问题，还显著提升了其在实际应用中的表现能力。 采用HFSS软件进行仿真模拟与优化是此项目的关键步骤之一。借助该工具的三维电磁场分析功能，设计团队能够精确地调整和验证各种设计方案，在满足性能需求的同时确保了天线的小型化目标得以实现。 最终制造出的实际样品经过测试后显示出了良好的特性，并且其结果与之前通过软件模拟得出的数据高度吻合。这不仅证明了该设计理念的可行性及其在实际应用中的实用性，还为未来的GPS技术提供了重要的支持和参考价值。 总结而言，本段落所提出的天线设计结合了科学合理的结构布局以及精确细致地仿真优化过程，在确保双频圆极化特性的基础上实现了体积小巧、成本低廉且辐射效率高的特点。这一成果不仅对高精度测量领域具有重要意义，还为复杂环境下的GPS应用提供了新的解决方案，并有望成为其他微波天线设计的参考典范。
     
  • 宽带双层微带天线设计
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    本项目专注于宽带双层微带天线的设计与优化，通过创新结构实现更宽的工作频段和高效性能，在无线通信领域具有重要应用价值。 微带天线是在带有导体接地板的介质基片上附加导体贴片构成的。通过使用微带线或同轴探针给贴片馈电，在贴片与接地板之间激发电磁场，并且通过贴片上的缝隙向外辐射信号。
     
  • HFSS中宽频带双层微带天线的设计与仿真
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    本研究探讨了在HFSS软件环境下设计和仿真一种适用于宽带应用的双层微带天线的方法和技术。通过优化结构参数以实现高效宽频性能，为无线通信领域提供了一种新型解决方案。 天线作为通讯试验箱前段的重要组成部分，承担着发射信号和接收回波信号的任务。微带天线因其结构简单、低剖面、小型化等特点而被广泛应用，尤其适用于与飞行器表面共形安装而不影响其空气动力性能或占用内部空间，并且可以与微带电路集成在一起，制造工艺简便且成本低廉。然而，微带单贴片天线的一个显著缺陷是带宽较窄，通常只有百分之几的范围，相比之下阵子天线、缝隙天线和波导开口喇叭天线的工作带宽一般在15%到50%之间。因此，当前关于微带天线的研究主要集中在提高其频带展宽技术上。
     
  • HFSS中的双频微带天线
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    本研究探讨了利用高频结构仿真器（HFSS）设计并优化一款具有两个工作频率的微带天线。通过调整几何参数，实现了高效能的宽带通信应用需求。 双频微带天线的设计与分析通常使用HFSS软件进行。这种类型的天线能够在两个不同的频率上工作，适用于多种通信应用。通过HFSS这样的高级电磁仿真工具，工程师能够优化天线的性能参数，并解决设计中的复杂问题。
     
  • 关于新型双频Wilkinson微带功分器的研究 (2008年)
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    本文于2008年探讨了新型双频Wilkinson微带功分器的设计与应用，旨在提升射频通信系统的性能和效率。研究内容包括设计原理、仿真分析及实验验证等。 为了使Wilkinson功分器在两个任意频率点上对纯电阻负载实现理想阻抗匹配，本段落利用双节传输线的双频阻抗变换特性，并在输出端口并联开路线段，设计了一种具有高隔离度的双频Wilkinson微带功分器。基于奇-偶模分析方法得到了双频功分器的设计公式，随后开发了一个工作频率分别为2.0GHz和4.2GHz的双频Wilkinson微带功分器。测试结果显示，在两个指定的工作频率下，传输衰减分别约为3.5dB和3.8dB；在1.9-2.1GHz及4.1-4.3GHz范围内，各个端口的回波损耗和隔离度均优于15dB。
     
  • 2011年双频PA（含微带线变为双频的推导）
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    本文探讨了在2011年开发的一种将微带线技术应用于生成双频PA的方法，并详细介绍了相关理论及其实现过程中的数学推导。 Dual-band matching technique based on dual-characteristic impedance transformers for the design of dual-frequency power amplifiers.
     
  • 带有槽的双频段超宽带微带天线
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    本作品设计了一种创新性的带有槽口结构的双频段超宽带微带天线，能够在两个不同频率范围内高效工作。 双频段带槽超宽带微带天线是为覆盖超宽带（UWB）通信系统而设计的新型天线。近年来，UWB技术迅速发展，并通过极宽的工作频率范围支持WiMAX和WLAN等无线网络系统的运行。然而，传统的超宽带天线工作在3.1GHz到10.6GHz频段内时可能会受到WiMAX或WLAN干扰，因此需要设计具备双频段阻带特性的新型天线。 研究团队提出了一种创新的微带天线设计方案，在半圆形辐射贴片上蚀刻互补分裂环形结构（split ring resonator），使该天线在3.3GHz到3.7GHz和5.15GHz到5.85GHz两个频段内具备良好的阻带特性。这两个频率范围正好覆盖了WiMAX与WLAN的工作区间，使得干扰得到有效抑制。此外，这种新型天线工作于2.8GHz至12GHz的宽广频带上，在该范围内增益从2.3dB到6.3dB变化，并且在水平面（H平面）上显示全向辐射特性。 为提升超宽带微带天线性能和适应多样化的应用环境，研究人员探索了多种实现双频段阻带特性的技术方案。例如，通过添加L型或E型槽于辐射贴片与接地平面上来引入特定频率范围内的衰减；在正方形辐射贴片上设计修正的T形槽，并结合两个E形和W形导体背板结构以实现双频段阻带特性；以及利用馈电线上的准互补分裂环蚀刻技术，成功开发出平面单极子天线。此外，还通过使用三叉形状馈电线路与嵌套C型短路销设计了具有圆形槽的超宽带微带天线。 在以上研究中，采用阿基米德螺旋形渐变槽结构以实现所需双频段阻带特性也得到了应用验证。这些技术方案旨在确保对WLAN和WiMAX频率范围内的有效抑制作用。 本研究所提出的天线设计通过引入分裂环的互补结构于半圆形辐射贴片内，在两个指定的阻带区间实现了优良的衰减效果，从而显著减少了系统间的干扰问题。该设计方案基于微带技术实现，并因其紧凑、低成本及易于与微波集成电路集成等优势在现代通信领域广泛应用。为了确保天线性能满足设计要求，必须仔细考虑其尺寸大小、形状以及制造工艺等因素。 超宽带天线的发展为高速数据传输提供了更宽的频谱资源，而具备双频段阻带特性的新型天线则能够有效避免与现有无线通信系统频率重叠问题，从而提高整体通信质量。哈尔滨工业大学电子与信息工程学院的研究人员Ying Sio、Wei Li和Hongyong Wang的工作表明通过精确控制天线结构参数可以灵活设计满足特定需求的超宽带微带天线。
     
  • 基于缺陷接地设计的太赫兹双频微带天线
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    本研究提出了一种创新的缺陷接地结构，用于增强性能和效率的太赫兹双频微带天线的设计与实现。通过优化参数配置，该天线能够有效支持两个独立的工作频率，适用于高数据速率通信及成像系统。 太赫兹技术是近年来无线通信领域内迅速发展的一项高新技术。它涉及电磁波谱中的无线电波，其频率范围在100GHz至10THz之间。这种波段的特性独特，兼具光波与电磁波的优势：既能穿透大气进行远距离传播，又能被物体吸收产生热效应，因此在雷达、无线通信、生物医学成像和安全检查等领域展现出巨大潜力。 缺陷接地结构（DGS）是微带集成电路设计中的一个重要技术。通过在接地面制造特定的缺口或槽孔等几何形状来调整电路性能，如提高天线阻抗范围、降低辐射增益或是增强极化隔离能力。这种技术的应用使工作频率扩展和优化天线表现成为可能，并且简化了设计过程。 微带天线因其结构简单、体积小、重量轻以及易于与载体共形的特点，在现代通信系统中广泛应用。尽管其在增益和带宽方面不如传统类型，但通过创新的设计方法可以满足各种应用需求。 文中描述的太赫兹双频微带天线设计采用了缺陷接地技术实现多频段工作模式。研究者开发了一种附加矩形贴片结构，并通过对参数进行调整，在520GHz（具体为508~532GHz）和680GHz（具体为581~766GHz）两个太赫兹波段上实现了高效运行。通过优化天线尺寸、形状以及缺陷接地中的缝隙宽度与长度，获得了良好的阻抗匹配及低反射损耗。 实验测试表明，在这两个频段中该设计提供了约27.5%和17.7%的相对带宽，并且辐射增益分别达到了3.54dB和4.11dB。此外，电压驻波比（VSWR）低于2，显示了良好的匹配性能。 文中还介绍了几种改进天线表现的技术方案，例如使用T形槽结构及寄生贴片等方法来调整谐振频率、带宽以及辐射方向图以满足特定需求。 总体而言，太赫兹双频微带天线的研究展示了该领域的技术进步，并预示着无线通信领域未来的发展趋势。然而，在信号源开发、传播特性研究和材料改进等方面仍需克服诸多挑战才能实现大规模应用。因此，持续的科研努力对于推动这一前沿科技向实际应用转化至关重要。