超宽带圆片天线的分析与设计
超宽带小型圆极化天线的设计
Compact, UWB, Circular Polarization, Aperture-Coupled
超宽带小型圆极化天线的设计
张文杰1，李 航1，刘 洋2
1西安航天天绘数据技术有限公司，陕西 西安 2航天恒星科技有限公司，北京
收稿日期：2019年8月2日；录用日期：2019年8月16日；发布日期：2019年8月23日
摘要
本文提出了一种H缝隙耦合馈电的超宽带小型化圆极化天线。该超宽带天线具有频带较宽、体积较小、 圆极化性能较好等特点，应用范围很广。本次设计的天线工作频率范围是2.2 GHz~2.4 GHz，驻波相对 带宽达28.9%，频带内最大增益值为5.74 dB。该天线可以单独使用，也可用作相控阵天线的单元天线使 用，适用于导航和卫星通信领域。
Design of an UWB Compact Circular Polarized Antenna
Wenjie Zhang1, Hang Li1, Yang Liu2
1Xi’an Aerospace Remote Sensing Data Technology Co., Ltd., Xi’an Shaanxi 2Space Star Technology Co., Ltd., Beijing
2. 天线单元设计
如图 1 所示为天线结构模型的示意图。天线的结构模型由三部分组成，辐射贴片部分、馈电网络部 分和金属腔体部分，前两者通过四个紧固螺钉安装在金属腔体上。其中辐射贴片部分由高介电常数的板 材组成，这样做的目的是使天线的尺寸变小。馈电网络部分由两部分组成，位于底层的 Wilkinson 功分器 和位于顶层的双 H 缝耦合馈电槽。Wilkinson 功分器输出两路等幅，相位相差 90˚的信号[4]。之后通过 H 形耦合馈电槽给上部的圆形微带天线进行馈电，产生一个宽带的圆极化天线[5] [6]。
可反射可调的折叠式超宽带智能天线设计与分析
可反射可调的折叠式超宽带智能天线设计与分析超宽带智能天线是一种应用于通信系统的重要天线技术。
本文将探讨可反射可调的折叠式超宽带智能天线的设计与分析。
首先介绍超宽带智能天线的基本原理和优势，然后详细讨论可反射可调的折叠式天线的设计，并通过仿真分析验证其性能。
超宽带智能天线技术是近年来在通信领域中蓬勃发展的技术之一。
它具有频带宽阔、传输速率高、抗干扰能力强等优势，被广泛应用于无线通信、雷达系统等领域。
超宽带智能天线的设计与分析是确保其性能优越的关键。
在设计过程中，我们考虑到天线需要可反射可调的特性。
可反射特性意味着天线能够反射信号，增强信号的传输范围和覆盖面积。
可调特性意味着天线能够调节其天线参数，如频率和增益等。
这使得天线能够适应不同的通信需求和环境变化。
首先，我们需要选择合适的折叠式结构作为天线的物理基础。
折叠式结构通常由多个折叠片组成，可以调整其位置和角度以改变天线的性能。
这种结构具有优良的频率调谐性能和波束调节性能。
通过调整折叠片之间的距离和角度，我们可以在不同的频段中获得最佳性能。
其次，我们需要设计反射器以增强天线的性能。
反射器可以增加信号的传输距离和覆盖范围。
在设计过程中，我们可以使用多种材料和形状来实现优化效果。
通过精确控制反射器的形状和尺寸，我们可以最大限度地提高天线的增益和方向性。
然后，我们需要针对设计的天线进行电磁仿真和分析。
通过使用专业的仿真软件，如CST Microwave Studio或ANSYS HFSS，我们可以评估天线在不同频段下的性能。
仿真分析可以提供有关天线的增益、方向性和波束宽度等关键参数的重要信息。
最后，我们可以通过实际的原型制造和测试来验证设计。
在测试过程中，我们可以使用天线分析仪等设备来评估天线的性能。
通过与仿真结果进行比较，我们可以验证天线的设计和仿真分析的准确性。
如果需要，我们可以对设计进行进一步的优化和改进。
总结起来，可反射可调的折叠式超宽带智能天线的设计与分析是一个复杂而重要的任务。
新型超宽带全向线天线的设计与分析
基 金项 目 ： 国家自然科学基金（ Ｉ １ ６ ） ６ ７ ３ １ ０
长期 以来 ， 宽带 天 线 的设计 是 通信 、 超 电子对 抗 进 行综 合 考 虑 ， 立 天 线参 数 与 天 线 特性 的对 应 关 建 以及 集成 射 频识 别 等系 统设 计 的关键 技术 和难点 之 系 ， 以期设 计 出满 足指标 的天 线［ ３ １ 。
一
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ｕ
。
超 宽 带 天线 设 计 包括 频 域特 性 、 时域 特性 和
用价 值 。
关键 词 ： 宽带 ；线天 线 ； 叉结构 ； 向辐射 超 交 全
中图分 类号 ： Ｎ８ Ｔ ２ 文献标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ： ６２—９ ４ （ ０ ２ ０ —０ ９ — ２ １７ ２ ２ ２ １ ）４ ０ ６ ０
Ｄ ｅｓ ｇ ａｎｄ ｎａｌ ｉ ｆａ Ｎｏｖｅ ｌｒ ｉ ｎ Ａ ｙｓ ｓ ｏ ｌＵ ｔ ａ－ｗ ｉ ｎｄ ｄｅ Ｂａ Ｏｍ ｎｉ －ｄｉ ｅｃ ｉ ｎａｌＷ ｉ ｅ Ａ ｎｔ ｎｎａ ｒ ｔｏ ｒ ｅ
Ｚ Ａ ａ ｇ ＧＵ ｎ ｂｎ Ｑ ＵＪｎ － ｕ Ｈ ＮＧ Ｙ ｎ ， Ｏ Ｗｅ － ｉ ， Ｉ ｉｇ ｈ ｉ
（ ｃ ｏｌ ｆ ｌ ｔ ｎｃ ｎ ｆｒ ｔ ｎＥ ｇｎｅｉｇ Ｈ ｒｉ Ｉｓｔｔ ｏ Ｔ ｃｎ ｌｇ ， ａｂｎ ５ ０ １ Ｃ ｉａ Ｓ ｈ ｏ Ｅｅ ｒ ｉｓ ｄＩ ｏｍａ ｏ ｎ ｉｅｒ ， ａｂｎ ｎｔｕｅ ｆ ｅｈ ｏｏ ｙ Ｈ ｒｉｌ０ ０ ， ｈｎ ） ｏ ｃｏ ａ ｎ ｉ ｎ ｉ
笔 者设 计并 制作 了一 种 新 型 的超 宽 带全 向线天
天线 结构 尺 寸 ， 在实 际设 计 中 ， 通常 无法设 计 出同时 线 ， 采用交叉 闭合金属线增强天线 的全 向辐射特性 ， 并 具 有最 优指 标 的超 宽带 天 线 。因此 必须 对 上述 特性 提 出了一种 球形加载的天线结构 ， 拟改善其阻抗特 Ｉ 生。
圆盘单极超宽带天线特性研究
参数分析
4 r=25mm时，对应自由空间波长为20cm，对应的辐射频率为1.5Ghz， r=100mm时，对应自由空间波长为80cm，对应的辐射频率为375Mhz， 由图像可知，计算的辐射频率和仿真结果一致，单极子天线在低频 辐射特性在实际实验中就不好，输入电阻较小，输入电抗为容性，与 仿真结果相似，所以，对于手机中的单极子天线，在工程中需要在天 线的匹配端并联10pF的电感以提高单极天线在低频的辐射特性。 对于单极子天线，天线长度为
图8.回波损耗（S参数）
图9.VSWR
图10.输入阻抗
图10.Smith圆图
图11.3D方向图
性能对比
使用r=25mm圆盘单极子时，阻抗带宽大约为3G，频带 为2G到5G。 使用r=100mm圆盘单极子时，阻抗带宽大约5G，频带 为1G到6G。 由经验可知，天线尺寸越大，性能越好。 但是，笔者在进行第二次仿真时由于电脑内存不够用 以致HFSS出错，笔者减小了空气盒的尺寸，并降低了 计算的中心频率，这无疑会减小计算精度，空气盒的 尺寸减小使得天线的部分近场被截断吸收，这也会导 致S参数在图像上看上去更好，但是，这些数据有可能 是“虚”的，这点值得注意。
圆盘单极超宽带天线特性研究
指导老师：杨丹 学生：周亮 学号：1 Nhomakorabea111043
图1.圆盘单极超宽带天线原理图
建模参数
• 具体变量： R=25mm，L=80mm，H=2mm • 具体参数： 地：方形，起始点（-L/2，-L/2，0），增量（L,L） 天线：圆形，圆心（0，0，H+R），半径R 馈电面：长方形，起始点（0，-1，0），增量（0，2，H+2） 空气盒：长方体，起始点（-L，-L，-L），增量（2L，2L， 2L+2R） 用馈电面减去天线并保留天线，设置馈电面的下表面中点到上表 面中点为积分线。 使用集总参数馈电。 • 计算设置： 计算频率：4Ghz 扫频：0.5-13Ghz
一种宽带圆极化数字型缝隙天线的设计
一种宽带圆极化数字型缝隙天线的设计在现代社会中，通信技术的发展日新月异，无线通信技术已成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
而天线作为无线通信系统中的重要组成部分，其设计对通信系统性能的影响至关重要。
本文将介绍一种宽带圆极化数字型缝隙天线的设计，旨在提高信号接收的性能和系统的稳定性。
宽带圆极化数字型缝隙天线的设计，主要用于接收和发送无线通信信号，其特点是具有宽带频率响应和优良的圆极化特性。
在设计过程中，需要考虑天线的频率响应、辐射特性、阻抗匹配等因素，以确保天线能够在不同频段下保持稳定的性能表现。
在设计过程中，首先需要选择合适的天线结构。
在本设计中，采用了一种新型的缝隙天线结构，利用这种结构可以实现更宽的频率覆盖范围和更好的辐射特性。
需要优化天线的几何形状和尺寸，以实现理想的特性和性能。
在天线的设计过程中，还需要考虑到天线与载体的匹配、天线的射频接口等方面的设计。
在天线的制造材料选择上，我们采用了高频导电材料和介质材料，以保证天线在工作频段下的稳定性和耐用性。
为了实现优良的圆极化特性，天线的结构需要经过精确的加工和调试。
为了保证天线的性能，在制造过程中需要进行严格的测试和调试，以确保天线能够在不同环境条件下保持稳定的性能表现。
宽带圆极化数字型缝隙天线的设计，旨在提高信号接收的性能和系统的稳定性。
通过优化天线的结构和材料选择，我们可以实现更宽的频率覆盖范围和更好的辐射特性。
在实际设计和制造过程中，仍然需要面对诸多挑战，包括天线结构设计的复杂性、材料的选择和加工工艺的精密性等方面的问题。
在未来的研究中，我们需要进一步探索新的设计理念和加工技术，以实现更为优越的天线性能和更加稳定的系统性能。
【文章2000字】希望以上内容能够对你有所帮助。
超宽带滤波天线研究与设计
超宽带滤波天线研究与设计DAI Tianyao【摘要】文中提出了一种新型小尺寸具有三阻带特性的UWB天线.所设计的天线基本几何结构由耦合馈电结构、圆形辐射贴片和互补开口谐振环(CSRR)组成.通过在结构简单的圆形单极子天线中引入地面开槽结构、贴片开互补谐振环技术实现了三阻带的超宽带滤波天线.仿真和测试结果表明该天线在3 ～8 GHz频率范围内,回波损耗＜-10 dB,并且在中心频率点3.5 GHz(WIMAX)、5.5 GHz(WLAN)和7.5 GHz(卫星通信频段)处,产生明显阻带作用.在宽频通带范国内驻波比均小于2,在频点3.2 GHz、4.5 GHz和6.5 GHz处天线的E面呈”8”字形,且H面具有良好的全向性,证明文中提出的UWB天线满足超宽带三阻带滤波天线的设计要求.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2018(031)012【总页数】4页(P34-37)【关键词】超宽带;滤波天线;小型化;互补开口谐振环;微带天线;三阻带【作者】DAI Tianyao【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TN82超宽带(Ultra Wideband，UWB)无线技术作为一种新的无线通信技术，越来越受到人们的重视。
UWB是一种具有抗干扰性能强、系统容量大、发送功率小、传输速率高等优点的无载波通信技术。
按照美国联邦通信委员会的规定， 3.1～10.6 GHz之间的频段划分为超宽带系统使用的范围。
然而在超宽带通信频段范围内依然存在着一些窄带通信系统[1-6]。
滤波器和天线作为射频前端电路最重要的两个无源元器件，一直是学者们研究的热点和重点。
传统的滤波天线设计方法仅仅考虑了器件本身的性能，通过级联匹配网络，并没有从整体范围进行考虑。
若将天线与滤波器集成设计成为滤波天线，可使天线同时具有辐射和滤波功能[7-8]，有效减小三维封装的尺寸和面积，进一步实现无线通信系统的小型化。
目前发表的文献中已提出大量单阻带及双阻带天线，然而三阻带天线甚至具有更多阻带的天线依然较少。
宽带圆极化滤波天线的设计与研究
宽带圆极化滤波天线的设计与探究摘要：本文介绍了一种方法。
该天线接受一种新型的圆极化反射器来实现宽带圆极化性能。
同时，为了减小天线的尺寸，本文接受了嵌套式双环天线，通过优化双环天线的参数，实现了天线的宽带特性。
通过模拟仿真和试验验证，证明了该天线的宽带性能和良好的圆极化性能。
本文的设计方法和探究效果对于宽带圆极化滤波天线的探究和应用具有重要的意义。
关键词：宽带圆极化滤波天线；圆极化反射器；嵌套式双环天线；优化设计；尺寸小巧。
一、引言随着通信技术的进步，无线通信的需求与日俱增，对于无线通信系统中的天线设计也提出了更高的要求。
宽带圆极化滤波天线是具有宽带性能和良好圆极化性能的一种天线结构，广泛应用于卫星通信、挪动通信和雷达等领域。
然而，目前仍存在许多问题，如体积较大、复杂的制造工艺和不够平坦的圆极化特性等，因此如何设计出性能优异、体积小巧的宽带圆极化滤波天线是一个亟待解决的问题。
二、设计原理宽带圆极化滤波天线由反射器和天线两部分构成。
起首，本文接受一种新型的圆极化反射器，以改善天线的圆极化特性。
该反射器由两个部分组成，分别是一个薄金属板和一个圆锥形的薄金属碟片。
薄金属板下有一层泡沫塑料做缓冲层，上部遮盖一层压电聚合物材料，接受交替电场激励技术来实现频率选择性。
第二，为了减小天线的尺寸，本文接受了嵌套式双环天线。
该天线由两个环形振子组成，互相穿插在一起。
两个环形振子的共面度低、互相独立，使得两个环的驱动端和反馈端之间不存在直接的电流路径，从而实现了宽带特性和良好的圆极化性能。
三、设计结果本文设计的宽带圆极化滤波天线在Ku频段具有宽带性能和良好的圆极化性能，频带宽度达到20%。
与传统圆极化滤波天线相比，该天线具有尺寸小巧的优点。
同时，通过模拟仿真和试验验证，证明了本文的设计方法的正确性和好用性。
四、结论本文设计了一种宽带圆极化滤波天线，该设计接受了一种新型的圆极化反射器和嵌套式双环天线，具有宽带特性和良好的圆极化性能。
小型化宽频带宽波束圆极化与VHF-UHF超宽带全向车载天线研究
小型化宽频带宽波束圆极化与VHF-UHF超宽带全向车载天线研究小型化宽频带宽波束圆极化与VHF/UHF超宽带全向车载天线研究一、引言车载通信系统的发展带来了车载天线的需求，如今的车载天线已经不仅仅是传统的FM天线，更多的是需要满足宽频带、宽波束、圆极化、全向辐射等特性。
本文主要研究小型化宽频带宽波束圆极化与VHF/UHF超宽带全向车载天线的设计与实现。
二、技术背景车载通信频段多样，要求天线具备宽频带特性。
传统的VHF/UHF频段车载天线往往只能工作在狭窄的频段上，无法满足车辆通信的需求，因此需要研究开发能够覆盖整个VHF/UHF频段的超宽带车载天线。
另外，车辆作为移动平台，需要满足全向辐射的要求，这样才能确保信号在各个方向上的传输效果均衡。
研究发现，采用宽波束辐射模式的车载天线可以有效提高信号的覆盖范围和传输质量。
同时，很多车载通信系统需要满足圆极化要求，以适应各种复杂的传输环境。
传统的车载天线往往只能提供线极化信号，无法满足圆极化的需求，因此需要研究小型化宽频带宽波束圆极化的车载天线。
三、设计思路针对上述需求，本文提出了一种小型化的宽频带宽波束圆极化与VHF/UHF超宽带全向车载天线设计方案。
具体步骤如下：1. 选取合适的天线结构：本文选取了微带天线作为车载天线的基本结构。
微带天线具有体积小、重量轻、易于制造和实现宽频带等优点。
2. 设计宽频带特性：通过选择合适的材料和结构参数，优化微带天线的谐振频率范围，实现宽频带特性。
3. 实现宽波束辐射模式：通过在微带天线的辐射面上设计合适的补偿结构或引入耦合方式，实现宽波束辐射特性，提高天线的辐射效率。
4. 圆极化实现：在微带天线的基础上引入适当的相位差元件，如极化转换器、相移器等，实现圆极化辐射特性。
5. 优化天线结构：通过模拟仿真和实验验证，优化微带天线的结构参数，使其在宽频带、宽波束、圆极化等多方面性能得到提升。
四、实验与结果本文基于以上设计思路，通过软件仿真和实验验证，得到了一款小型化宽频带宽波束圆极化与VHF/UHF超宽带全向车载天线。
超宽带小型圆极化天线的设计
Compact, UWB, Circular Polarization, Aperture-Coupled
超宽带小型圆极化天线的设计
张文杰1，李 航1，刘 洋2
1西安航天天绘数据技术有限公司，陕西 西安 2航天恒星科技有限公司，北京
收稿日期：2019年8月2日；录用日期：2019年8月16日；发布日期：2019年8月23日
r=
r有效
(1)
1+ 2H
πaε r
ln
πa 2H
+ 1.7726
其中为有效半径，可由公式(2)给出：
r有效
=
X n′pc 2πf εr
(2)
式中， X n′p 为 n 阶贝塞尔函数 Jn ( x) 导数的零次项。对于最低次模 TM11，利用 X1′1 = 1.84118 产生类似
2. 天线单元设计
如图 1 所示为天线结构模型的示意图。天线的结构模型由三部分组成，辐射贴片部分、馈电网络部 分和金属腔体部分，前两者通过四个紧固螺钉安装在金属腔体上。其中辐射贴片部分由高介电常数的板 材组成，这样做的目的是使天线的尺寸变小。馈电网络部分由两部分组成，位于底层的 Wilkinson 功分器 和位于顶层的双 H 缝耦合馈电槽。Wilkinson 功分器输出两路等幅，相位相差 90˚的信号[4]。之后通过 H 形耦合馈电槽给上部的圆形微带天线进行馈电，产生一个宽带的圆极化天线[5] [6]。
Figure 2. The size of the structure 图 2. 天线结构尺寸
பைடு நூலகம்
DOI: 10.12677/ja.2019.81001
3
天线学报
张文杰 等
超宽带通信系统的设计与分析
超宽带通信系统的设计与分析随着数字化、网络化进程不断加快，人们对通信技术的需求也不断提高。
超宽带通信系统是实现高速率、高频段、低功率、低干扰的新一代通信系统，它可以在高速传输数据的同时实现高清视频的无延迟传输和实时互动，深受人们的喜爱和追捧。
本文将对超宽带通信系统的设计与分析进行探讨。
一、超宽带通信系统的基本原理超宽带通信系统采用大带宽、低功率、短距离的无线传输技术，利用压脉冲信号技术来实现数据的传输。
压脉冲信号技术是一种新型的传输方式，它利用极短的脉冲序列来传输信息，可以实现高速率和低功率的传输。
同时，超宽带通信系统采用多径信道技术，可以有效克服信号传输中的反射、散射等问题，提高传输质量。
二、超宽带通信系统的性能参数超宽带通信系统的性能参数包括传输速率、传输距离、频谱占用率和抗干扰能力等。
1.传输速率超宽带通信系统的传输速率可以达到Gbps级别，相比传统无线通信系统，速率提高了几十倍。
传输速率的高低直接影响整个通信系统的传输效率和用户体验。
2.传输距离传统无线通信系统的传输距离一般在数十米到数百米之间，而超宽带通信系统的传输距离通常不超过10米。
传输距离的限制是由于超宽带通信系统采用的短距离传输方式和低功率传输技术决定的。
3.频谱占用率超宽带通信系统的频谱占用率较低，只占用极少的频率带宽，不会对其他无线通信设备造成干扰。
这也是超宽带通信系统受到广泛应用的重要原因之一。
4.抗干扰能力超宽带通信系统可以采用扩频技术和频率跳变技术来提高抗干扰能力，减小信号受到的干扰。
此外，超宽带通信系统还采用多路径传输技术和自适应功率控制技术来提高传输质量和抗干扰能力。
三、超宽带通信系统的设计与实现超宽带通信系统的设计与实现包括硬件设计和软件设计两个方面。
1.硬件设计超宽带通信系统的硬件设计主要包括天线设计、发射电路设计和接收电路设计等。
天线设计是关键，需要选择合适的天线类型、天线方向和天线增益等参数，保证信号的传输质量。