小型化超宽带天线地模型仿真毕业(设计)论文设计

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超宽带小型圆极化天线的设计

超宽带小型圆极化天线的设计
Keywords
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]。

小型化陷波超宽带天线的研究与设计

小型化陷波超宽带天线的研究与设计

if h e ur me t o d b n n oc a d.wh c e p o v rf h f ci e e sa d fa i i t ft e d — sy t e r q i e ns f wie a d a d n t h b n ih h l st e i t e ef t n s n e s l y o e y e v b i h
很窄 , 很难满足 3 1~ 0 6G z . 1 . H 的带宽要求 , 文献
[ ] 出的单 极子 印刷 微 带 天线 能 有 效地 展 宽 天 线 5提
收 稿 日期 :0 1 10 . 2 1- -5 0 基金项 目: 国家 自然科学基金资助项 目(0 00 4 . 6 9 2 1 ) 作者 简介 : 李明( 9 7), , 18 - 女 硕士研究生 , 主要研究方 向: 超宽带天线 , — alli.3 7 @1 3 cr. E m i:li15 9 6 .o il n
第 9期
李 明 , : 型化陷波超 宽带天线的研究与设计 等 小
上 增加 一个 “ ” 形 槽 , 宽 天 线 的 阻抗 带 宽 , 工 字 展 满 足 U WB通 信 的需 求 . 了实 现 陷 波特 性 , 圆环 形 为 在
辐 射单 元 的 内部 增 加 一 矩形 调谐 微 带 线 , 而 产 生 从
对 天线 进行 建模 、 真 和优化 , 天线 的关键 参数 的 仿 对 优 化分 析 , 明 了此 设计 的有 效性 和 可行性 . 证 式 中: A
分别 为陷波 特 性 中 心波 长 和 中心 频 率.
1 天 线结构
图 1为所 设 计 的 陷 波 超 宽 带 天 线 的基 本 结 构

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基于HFSS的超宽带天线的仿真设计

基于HFSS的超宽带天线的仿真设计

基于HFSS的超宽带天线的仿真设计学生姓名:学号:学院(系):2014年06月基于HFSS 的超宽带天线的仿真设计摘 要:超宽带通信技术以其高速率、抗多径效应和低成本等一般窄带系统无法比拟的优势成为最具竞争力和发展前景的技术之一。

作为系统的重要组成部分,超宽带天线的设计引起了越来越多的关注。

与传统的宽带天线相比,超宽带天线的设计更具有挑战性,这是由于天线除了需要具有超宽的工作频带(3.1GHz-10.6GHz),还要能够保持尺寸的紧凑,价格的低廉,并且易于与平面大规模电路集成。

同时,由于在超宽带频段中还存在着一些窄带通信系统是使用的频段,因此,这就要求尽量避免潜在的电磁干扰。

本文主要基于HFSS 仿真及分析超带宽天线。

关键词:HFSS 超宽带天线 电磁干扰1、 超宽带天线的特点以及研究背景无论是军事通信还是民用通信都对天线的宽频性提出了更高的要求,特别是UWB 通信中,要求天线的带宽达3.1GHz-10.6GHz 。

在超宽带天线的应用中,要求天线具有尺寸小,便于集成等特性。

因此,设计出能够与射频通信电路集成的平面微带天线就成为本文的主要研究目标。

此外,在FCC 规定的3.1GHz-10.6GHz 频段中,还存在的IEEE 802.16 Wimax 系统(3.3GHz-3.6GHz)、C 波段卫星通信系统(3.7GHz-4.2GHz)、IEEE 802.11bWLAN/HIPERLAN 系统(5.15GHz-5.825GHz)。

因此,如何解决这些已经存在的系统与UWB 频段的电磁兼容问题,是本文研究的一个重中之重。

超宽带天线因为其频带特别宽,容易受到频带范围内其它窄带 信号的干扰,如果窄带信号的所在的固定频率已知,那么可以用射频滤波技术来滤除这些干扰信号。

假如一个超宽带接收机,同时兼有高功率的窄带系统,高功率的窄带信号就会对超宽带接收机的信号进行干扰。

有时候希望把超宽带天线和具有高灵敏度的窄带接收机结合在一起,这样在一定环境里,超宽带系统就容易受到窄带接收机的干扰。

一种小型微带宽带全向天线的设计

一种小型微带宽带全向天线的设计

一种小型微带宽带全向天线的设计孙鲁兵摘要:随着无线通信技术的高速发展,在通信基站等多类系统中,全向天线得到了越来越广泛的应用,对全向天线的性能要求也越来越高,微带全向天线具有工艺简单和成本低廉等优势,成为全向天线设计的新潮流。

宽带天线在天线应用中具有较高的适应性。

基于这几类天线的优点,本文设计了一种小型的微带宽带全向天线,该天线的尺寸很小,仅为30mm*20mm*0.813mm,它由印刷在介质板上的偶极子组成,以此来实现全向辐射。

该天线通过微帶线侧馈的方式进行馈电。

仿真结果表明,该天线的相对带宽较宽,约为17.5%(4.83~5.76GHz);在该频带内,天线具有较好的水平全向特性,且天线的最高增益达到了3.2dB。

主瓣方向在整个工作频段内保持相对稳定。

关键词:小型化;微带天线;全向天线DOI:10.12249/j.issn.1005-4669.2020.27.3281引言随着无线通信的飞速发展,对通信系统所需天线性能指标的要求也越来越高。

全向天线可以与水平面360度范围内的目标进行通信,因此被广泛用于移动通信、卫星通信、无线传感器以及空间飞行器等通信设备中。

宽带天线能够最大程度上满足大容量、高速度、高适应性等信息传输的要求,并且一副宽带天线有可能应用于多种不同的通信系统。

进而减少体统中天线的数量,实现通信系统的小型化。

微带天线因其加工工艺简单,成本低,剖面低,可集成化度高等优点有其得天独厚的优势,在当今超薄化、小型化的天线要求下发挥了巨大的作用[1-4]。

本文中,提出了一种小型化的微带宽带全向天线。

该天线结构十分简单紧凑,有利于集成加工以及阵列天线的设计。

该天线在工作频段内表现出良好的水平全向辐射特性,并且具有较高的增益和较宽的带宽及较小的不圆度。

2天线结构设计本文设计的微带宽带全向天线结构如图1所示。

该阵列天线使用的介质板为RO4003C,其尺寸为30mm*20mm*0.813mm。

该天线包含一对偶极子作为辐射单元,将传统的偶极子天线转换到一个平面上,大大缩小了天线的体积,结构紧凑并进行了双面设计,偶极子的两臂分别刻蚀在介质基板的正面和背面。

一种应用于近场测试系统的小型化超宽带Vivaldi天线设计

一种应用于近场测试系统的小型化超宽带Vivaldi天线设计
u l t r a - wi d e b a nd Vi v a l d i a nt e nn a d e s i g n
S o n g Z u x u n Wu Ba o y u 。 Zh a n g Pe n g

( 1 . 3 6 5 No r t h we s t e r n P o l y t e c h n i c a l Un i v e r s i t y ,Xi ’ a n 7 1 0 0 6 5,Ch i n a ;
中 图分 类 号 :TN O 1 5 文献标识码 : A 国 家 标 准 学科 分 类 代 码 : 5 1 0 . 1 0 2 5
Ap pl i e d t o t h e ne a r — f i e l d t e s t s y s t e m mi ni a t u r i z a t i 0 n

要: 设 计 了覆 盖 范 围在 2 . 5 ~1 1 GHz的小 型化 超 宽 带 Vi v a l d i 天线 , 该 天 线 用 于 微 波 暗 室 天 线 近 场 测 试 系 统 。采 用 在 天
线 两 侧 开 栅 栏 和 尾部 加 抗 流 栅 栏 的方 法 , 将电磁辐射能 量集 中到缝 隙开 口的方 向, 改善 了天线 的辐射特性 , 提 高 了天 线 的 增
t O i mp r o v e t h e a n t e n n a g a i n,a n d a n t e n n a s i z e o f 6 2 .5 mm × 4 6 mm × 1 . 5 m m ,t o a c h i e v e t he mi n i a t u r i z a t i o n . Do t h e q u a n t i t a t i v e a n a l y s i s wi t h t he s i mu l a t i o n s o f t wa r e HFS S a n t e n n a d e s i g n,a n d c a l c u l a t e t h e a n t e n n a r e t u r n l o s s ,VS W R,

小型化超宽带叶型微带单极子天线设计

小型化超宽带叶型微带单极子天线设计

现代电子技术Modern Electronics TechniqueJul.2023Vol.46No.142023年7月15日第46卷第14期0引言随着时代的发展,向大容量、高速率方向发展的无线通信技术成为了该领域的主要目标[1‐2]。

作为通信系统中的关键模块,超宽带[3‐4](UWB )天线可以极大提高无线通信系统的信道容量、频谱效率和工作带宽范围,有着广阔的应用前景。

具有三维结构的倒锥天线,结构对称性高,能够实现43∶1的阻抗带宽[5],但是其体积大,馈电结构稳定性差。

因此,具有低成本、易小型化及易加工等优势的微带单极子天线,逐渐成为无线通信领域的焦点[6]。

基于印刷电路板(PCB )的微带单极子天线,在贴片上采用分形结构,比如六边型[7]、雪花型[8]或者勋章型[9]等,增加贴片的周长来提升带宽。

相比于线形结构,圆形结构周长更大,且对称性高,带宽更宽。

文献[10]中,利用椭圆型辐射贴片实现了24.1∶1的宽带阻抗匹配。

DOI :10.16652/j.issn.1004‐373x.2023.14.001引用格式:李想,曹建银,姚晨阳,等.小型化超宽带叶型微带单极子天线设计[J].现代电子技术,2023,46(14):1‐6.小型化超宽带叶型微带单极子天线设计李想1,3,曹建银2,姚晨阳2,3,丁振东2,王昊2,3,陶诗飞2(1.电磁空间认知与智能控制技术实验室,北京100191;2.南京理工大学,江苏南京210094;3.南湖实验室,浙江嘉兴314002)摘要:针对目前超宽带(UWB )微带单极子天线带宽较窄以及尺寸较大等缺点,文中提出一种基于共面波导(CPW )馈电的小型化超宽带微带单极子天线。

该天线由叶型的辐射贴片(其上挖去3个圆形贴片)、梯形地板和环形三叉戟共面馈电组成,可实现1~18GHz 的超宽带频率覆盖。

使用HFSS 软件对天线的结构和尺寸进行分析,得出最终的天线尺寸仅为40mm×75mm×0.5mm 。

宽带小型化超短波刀型天线设计

宽带小型化超短波刀型天线设计

∗收稿日期:2020年12月14日,修回日期:2021年1月25日作者简介:曹永恒,男,硕士,高级工程师,研究方向:舰船电子与信息系统设计。

李文华,男,硕士研究生,研究方向:微波技术与天线。

1引言超短波天线频率范围为30MHz~300MHz ,其在舰船、飞机以及汽车等领域的应用范围十分广泛[1~5],可以实现较远的通信距离以及较高的通信质量。

船舶远洋通信的发展,对舰船的超短波通信提出越来越高的要求,要求天线集成化、小型化和平面化,可将天线嵌入、集成到上层建筑中,实现与船舶的一体化和隐身设计。

通常情况下用于舰载超短波频段的通信天线形式为振子天线,如分支振子、折合振子、盘锥振子等,这种天线结构简单,但是天线尺寸较大。

为了便于安装和确保天线的鲁棒性和低RCS (雷达散射截面积),有必要对其进行小型化。

此外传统的振子天线带宽较窄,难以满足实际舰船多信道开通的通信要求,所以要对其进行宽带化设计。

目前实现宽频带、小型化的手段大多为曲流技术、加载技术及引入渐变结构等[6~12],但是对工作在30MHz~88MHz 的超短波天线而言,其对低频段的改善效果并不明显,难以同时满足宽带和小型化的要求。

本文设计了一种具有小型化、宽频带的超短波刀型天线。

通过在天线表面开多条引流缝隙延长宽带小型化超短波刀型天线设计∗曹永恒1李文华2(1.中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011)(2.西安电子科技大学西安710071)摘要论文设计了一种宽频带、小型化的超短波刀型天线。

首先,采用开引流缝隙的方法,不仅能有效拓展天线的阻抗带宽,还能实现天线的小型化(0.11λ×0.08λ);其次,通过引入断流缝隙,实现了天线输入阻抗虚部的容性化,便于集总元件的加载。

最后,设计了一款适用于该天线的宽带匹配网络,实现了天线在30MHz~88MHz 的全频段匹配。

仿真结果表明天线在30MHz~88MHz 频带驻波比小于3.5,水平方向增益在-10dBi 左右,且具有良好的水平面全向辐射特性。

24GHz微带贴片天线设计-毕业论文

24GHz微带贴片天线设计-毕业论文

---文档均为word文档,下载后可直接编辑使用亦可打印---摘要根据矩形贴片天线相关知识,设计出一款1×4的24GHz阵列贴片天线,此天线可以应用于交通测速以及汽车智能驾驶等方面。

首先是使用微带线馈电的方法建立单元贴片天线模型,进行优化仿真后得到最佳的单元贴片天线模型,然后在单元贴片天线的基础上,设计出合适的馈电馈电网络。

再通过仿真优化得到最佳的参数,从而设计出24GHz的阵列贴片天线。

并对天线设计进一步展望。

通过HFSS软件仿真设计,得到了一款1×4的阵列天线,回波损耗S11<-20dB,馈电点的输入阻抗值为50Ω,驻波比约为1.2,最大增益方向的增益为13.6dB,和之前所定的设计指标比较符合。

关键词:微带贴片天线;阵列天线;阻抗匹配; 方向图AbstractAccording to the knowledge of the rectangular patch antenna, a 1×4 24 GHz array patch antenna was designed. This antenna can be used in traffic speed measurement and intelligent driving of automobiles. The first is to use the method of microstrip line feeding to establish the unit patch antenna model, optimize the simulation to obtain the best unit patch antenna model, and then design a suitable feed power feed network based on the unit patch antenna. . Then the optimal parameters are obtained through simulation optimization to design a 24 GHz array patch antenna.Through the HFSS software simulation design, a 1×4 array antenna was obtained with a return loss S11<-20dB, a feed point input impedance of 50Ω, a standing wave ratio of approximately 1.2, and a maximum gain gain of 13.6dB. To meet the requirements of design indicators.Keywords: microstrip patch antenna; array antenna; Impedance matching;Direction pattern第1章绪论1.1论文的研究背景及意义毫米波(millimeter wave )是波长为1~10毫米的电磁波,它的波长处于微波与远红外波相交叠的波长范围,所以同时具有两种波谱的特点。

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本科毕业设计(论文) 题目:小型化超宽带天线的模型仿真

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毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名: 日 期: 指导教师签名: 日 期:

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作者签名: 日 期: -

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作者签名: 日期: 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。

作者签名: 日期: 年 月 日 导师签名: 日期: 年 月 日 -

摘 要 自2002年,联邦通讯委员会(FCC)通过决议允许把3.1-10.6 GHz频段应用于商业领域,具有高数据传输率、低成本、低功耗和抗干扰能力强的UWB通信系统得到了迅速发展。近年来,随着微电子器件的技术和工艺的提高,UWB技术开始应用于民用领域,超宽带天线已成为天线和通信领域的研究热点。 本文首先简单介绍超宽带天线的研究现状和背景,并结合其几种常见类型阐述天线的工作原理和基本参数。重点的研究对象是印刷单极子,通过改变辐射面和地面的形状、尺寸、间隙并仿真使模型获得最优尺寸,进一步研究各种因素对天线性能的影响因子。在获得实验结果的基础上,即可针对性地对天线优化,使得工作频率尽可能宽尺寸尽可能小。在保证工作频率内VSWR小于2的基础上尽可能地缩减天线的尺寸。 设计了两款印刷单极子,其辐射面均是从最基本的圆形单极子变换而来。一款辐射面和地面不共面,整体大小30mm×30mm×1mm,辐射面较小,采用微带线馈电。通过优化使天线工作频率3—30GHz内驻波比小于2。另一款辐射面和地面共面,整体大小30mm×30mm×1.6mm,辐射面较大,采用同轴线馈电,发现地板与辐射板之间的间隙和辐射半圆片的半径对天线性能影响最大,通过优化可获得2—18GHz的工作带宽。在本课题设计的过程中发现共面波导同轴线馈电的天线比微带线馈电的更容易获得优良的阻抗匹配。以上两款天线在辐射方向图和驻波比两个参数上都实现了理想的目标性能,同时符合超宽带天线的小型化。

关键词:超宽带天线;印刷单极子;方向图;驻波比;小型化 -

Abstract A high data transfer rate, low-cost, low power consumption and anti-interference ability of UWB communication systems has been developing rapidly since the Federal Communications Commission (FCC) adopted a resolution to allow the 3.1 to 10.6 GHz band for commercial areas in 2002. In recent years, with the microelectronic device technology and process improvement, UWB technology used in civilian areas and ultra-wideband antenna has become a hot research field of antennas and communications. In this paper,first a brief introduction to the status and background of the ultra-wide band antenna was given, and explain operating principle and basic parameters of antenna through several common types of antenna.The focus of the research object is printed monopole,by changing the shape, size, and clearance of the radiating surface and ground of simulation model to obtain the optimal size,further study the influence of various factors on the performance of the antenna factor.On the basis of experimental results can be targeted to the antenna optimization, making the operating frequency is as wide as possible dimensions as small as possible.To ensure that VSWR less than 2 within the operating frequency,and on the basis of as much as possible to reduce the size of the antenna. We designed two printed monopole which radiating of antenna from the basic circular monopole transform.A smaller radiating surface and the ground is not coplanar, the overall size of 30mm×30mm×1mm, which is feed with micro strip line.The VSWR of antenna is less than 2 within operating frequency of 3-30GHz by optimizing.Another larger radiating surface and ground is coplanar, the overall size of 30mm×30mm×1.6mm,which is fed with coaxial.We found that both the gap between the floor and radiant panel and radiation radius of the semicircle film have the greatest impact on the antenna performance The VSWR of antenna is less than 2 within operating frequency of 2-18GHz by optimizing. We found the coaxial feed antenna is easier to obtain good impedance matching than micro strip line feed antenna.Both radiation pattern and VSWR of two antenna meet the Requirements.

Keyword: Ultra-wide band,Printing unipolar antenna,Pattern,VSWR,Miniaturization -

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(小三号,宋体,加粗,居中,上下空一行,目录由电脑自动生成) (各章题序及标题:小四号,宋体,加粗,居左;其余用小四号,宋体) 摘 要 Ⅰ ABSTRACT Ⅱ

第一章 绪 论 1 1.1 研究背景 1 1.2 环境试验设备简介 2 1.3 主要研究工作 2 1.4 本文安排 3

第二章 基础知识介绍 4 2.1 预测控制的基本原理 4 2.1.1 预测控制的三项基本原理 4 2.1.2 预测控制的几种算法 5 2.2 动态矩阵控制算法 5 2.2.1 概述 5 2.2.2 动态矩阵控制算法 6 2.3 本章小结 10

第三章 环境试验设备介绍及建模研究 11 3.1 环境试验设备介绍 11 3.1.1 简介 11 3.1.2 环境试验设备的结构及硬件 11 3.1.3 环境试验设备控制的难点 12 3.2 环境试验设备的建模研究 12 3.2.1 环境实验设备的模型概述 12 3.2.2 飞升曲线法辨识环境试验设备的数学模型 14 3.3 本章小结 19

第四章 多变量预测控制算法的研究与推导 20 4.1 多变量预测控制算法的推导 20 4.2 仿真研究 24

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