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电小准各向同性扇形磁偶极子天线

电子学报 2023年第8期51卷 2003-2010页

作者：郁剑吕文俊南京邮电大学通信与信息工程学院江苏省无线通信重点实验室

本文提出了一种电小准各向同性扇形磁偶极子的设计方法 .利用微带贴片天线模式综合设计方法，研究由不对称边界条件原型磁偶极子演化成的扇形磁偶极子，发现不对称边界条件情况下可以同时实现电小天线设计和准各向同性辐射特性.通过推... 详细信息

本文提出了一种电小准各向同性扇形磁偶极子的设计方法 .利用微带贴片天线模式综合设计方法，研究由不对称边界条件原型磁偶极子演化成的扇形磁偶极子，发现不对称边界条件情况下可以同时实现电小天线设计和准各向同性辐射特性.通过推导解析设计闭式而确定天线关键参数，设计了圆心角为300°的扇形磁偶极子，分别采用“同轴线+扼流套筒”和“开槽同轴线”两种馈电方式进行激励和测量.结果表明：采用开槽同轴线激励的天线可以获得最均匀的总电场方向图，其最大不圆度低于6.7 dB，辐射效率为91.2%，最终实现的准各向同性扇形磁偶极子的电尺寸为R=0.156λg×0.056λg(kga=0.92)，满足电小尺寸条件.

关键词：电小天线准各向同性辐射磁偶极子开槽同轴线模式综合

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一种基于零阶谐振的双频电小天线的设计

微波学报 2022年

作者：石源曾庆生司晴晴商语秋王哲飞南京航空航天大学航天学院

提出利用复合左右手传输线结构的零阶谐振设计一款具有双频特性的电小天线。该电小天线主要由介质基板、地面、加载了交指电容的贴片、弯曲线电感与圆角矩形虚拟地组成，具有电小尺寸特性（电尺寸为0.75）。该天线有两个工作频段，频段... 详细信息

提出利用复合左右手传输线结构的零阶谐振设计一款具有双频特性的电小天线。该电小天线主要由介质基板、地面、加载了交指电容的贴片、弯曲线电感与圆角矩形虚拟地组成，具有电小尺寸特性（电尺寸为0.75）。该天线有两个工作频段，频段1的中心频率为1.22GHz，频段2的中心频率为2.78GHz，对应的相对带宽分别为3.28%和27.34%，同时覆盖了GPS L2 (1220MHz) 与WiMAX (2500～2700MHz) 两个通信频段。天线在两个工作频段内均具有良好的辐射特性，频段1和频段2的平均峰值增益分别为1.0dBi和 1.72dBi，平均辐射效率分别为53.12%和74.07%。最终对所设计的天线进行实物加工和测试，测试结果与仿真结果吻合良好。

关键词：复合左右手传输线电小天线零阶谐振双频带

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垂直极化电小滤波天线技术研究

垂直极化电小滤波天线技术研究

作者：郭飘重庆大学

学位级别：硕士

无线通信技术的快速更迭以及射频前端器件的爆炸式增长,都推动着射频前端朝着小型化和集成化发展。在传统射频前端中,天线和滤波器是两个独立设计的器件,通过传输线或匹配电路将它们级联,而这将导致射频前端整体体积过大并且不可避免地... 详细信息

无线通信技术的快速更迭以及射频前端器件的爆炸式增长,都推动着射频前端朝着小型化和集成化发展。在传统射频前端中,天线和滤波器是两个独立设计的器件,通过传输线或匹配电路将它们级联,而这将导致射频前端整体体积过大并且不可避免地会引入额外的插入损耗。近年来,滤波天线将天线和滤波器进行一体化设计,使其在紧凑的尺寸下同时具备带内辐射和带外滤波功能,并拥有低损耗等优势,备受推崇。另一方面,垂直极化天线相较于水平极化天线而言,其电磁波沿有耗媒介传播时具有更低损耗的特性。然而,目前垂直极化滤波天线是鲜有报道的。因此,本论文研究了应用在不同场景下的全向和定向辐射的两款垂直极化电小滤波天线。主要内容如下:(1)设计了一款全向、垂直极化电小滤波天线。该天线是以典型的顶帽加载的单极子天线为基础,通过有机结合两根混合的四分之一波长开路枝节和一根短路柱,实现了垂直极化全向辐射特性和良好的带外滤波特性。其中,两根开路枝节具有两个功能:一是在上下通带边缘产生了两个辐射零点以提升通带边缘滚降率;二是在不影响原有辐射模式的情况下引入了额外谐振模式以拓展工作带宽。另外,短路柱的引入是为了调节两个谐振模式下所实现的宽带阻抗匹配。对该天线进行了加工测试,测试结果表明该天线具有一个电小尺寸(ka=0.73),-10d B阻抗带宽是从1.76到1.97GHz,带宽为11.3%,通带内总效率大于83%,峰值增益为3.01d Bi,两个辐射零点分别位于1.52和2.28GHz。(2)设计了一款定向、垂直极化电小滤波天线。该天线采用了一个作为驱动单元的扇形顶帽加载的折叠单极子和一个作为近场谐振寄生单元的扇形顶帽加载的单极子以获得具有定向性的垂直极化辐射性能。其中,每个扇形顶帽上都蚀刻了曲折线槽来延展表面谐振电流路径,以实现整体尺寸的小型化。进一步,为了获得滤波性能,该天线加载了(1)中所提出的混合滤波结构。正如所预期的,混合滤波结构的引入不仅在通带边缘产生了两个辐射零点,还在通带内引入了一个不影响原有辐射模式的谐振峰。对该天线进行了加工测试,测试结果表明该天线具有一个电小尺寸(ka=0.93),-10d B阻抗带宽是从1.9到2.16GHz,带宽为12.8%,通带内总效率大于78%,峰值增益为6.09d Bi,两个辐射零点分别位于1.84和2.5GHz。

关键词：电小天线定向滤波天线全向垂直极化

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电小天线在甚低频接收系统中的应用研究

电小天线在甚低频接收系统中的应用研究

作者：刘卿武汉大学

学位级别：硕士

遍布全球的甚低频信号包含人工源信号和自然信号,其中人工源信号主要由地基的低频发射台站产生,用于通信与导航;自然信号主要由雷电等自然物理过程产生,可以用来监测自然现象。在甚低频信号观测研究中主要用到的设备为甚低频接收系统,... 详细信息

遍布全球的甚低频信号包含人工源信号和自然信号,其中人工源信号主要由地基的低频发射台站产生,用于通信与导航;自然信号主要由雷电等自然物理过程产生,可以用来监测自然现象。在甚低频信号观测研究中主要用到的设备为甚低频接收系统,设备主要由接收机和天线系统组成,具有低噪、高灵敏度的特性。传统的地基天线系统尺寸大,比较笨重,在很多应用场合跟不上时代发展。用于机载和卫星搭载的观测设备对天线小型化和易架设性提出了更高的要求。本文对低频波接收系统的天线进行了小型化研究,依次列出了小环天线,磁棒天线和电场天线三种电小天线,并分析了其理论特性,给出了相应的匹配方式,最后基于实测数据分析比较了其不同类型电小天线的优势和特点。首先我们采用采用罗德施瓦茨公司生产的HZ-10型天线,并从灵敏度和频率响应两个方面对模拟前端设计进行讨论。带宽设置为5-50kHz。通过理论分析验证,采用变压器匹配与后级差分放大相耦合。接着对磁棒天线进行了研究,介绍了磁棒天线的构成,比较了镍锌氧铁体、锰锌氧铁体和坡莫合金的特点,选用坡莫合金作为磁芯。结合经验公式分析了磁芯长径比的影响,通过探讨空心线圈的信噪比理论,得出了磁棒天线的尺寸参数对感应电压和信噪比的影响。基于磁棒天线等效电路模型分析了其谐振频率,并给出了使频率响应平坦化的解决方案。结合具体绕制实践,完善了磁棒天线手工绕制过程。最后对电场天线进行了研究,介绍了鞭状天线作为一种垂直极化天线的各方面特性,对其等效电路模型进行分析,在探讨其后接放大器的基础上,确定了“天线增益”这一决定电场天线性能的参数。通过设计无源滤波及放大器模块,完成了其前端匹配设计,并分析了其噪声特性。基于使用不用类型天线观测的甚低频信号数据,对甚低频波的幅度信息进行了提取,进一步进行了比较分析,考察天线的性能。研究结果表明,小环天线作为AWESOME系统天线的缩小版,其在三种电小天线中灵敏度最低;磁棒天线在小环天线的基础上引入了磁芯,它在甚低频频段具有更高的灵敏度;而电场天线对台站信号接收效果最好,但抗抖动干扰能力较弱。综合比较,作为小型便携式设备,应选用电场天线;如果作为机载探测器,则最好选择磁棒天线。

关键词：甚低频电小天线磁棒天线匹配网络幅值变化

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惠更斯源电小天线研究

电波科学学报 2018年第4期33卷 411-421页

作者：石婷唐明春武震天周博雅李梅重庆大学通信工程学院重庆400044

惠更斯源天线因其独特的设计方式具有宽波束和高方向性的巨大优势,但同时也面临着各种设计和加工上的难题.文中基于国内外电小惠更斯源天线的发展现状,综合介绍了几款高性能的电小惠更斯源天线设计方法与技术.在超高频(super high frequ... 详细信息

惠更斯源天线因其独特的设计方式具有宽波束和高方向性的巨大优势,但同时也面临着各种设计和加工上的难题.文中基于国内外电小惠更斯源天线的发展现状,综合介绍了几款高性能的电小惠更斯源天线设计方法与技术.在超高频(super high frequency,SHF)段,介绍了一款基于平面集成技术的惠更斯源电小天线(electrically-small antenna,ESA),可实现线极化和圆极化设计.在特高频(extra-high frequency,UHF),介绍了惠更斯源ESA的双极化、可重构和宽带设计方案,可分别实现惠更斯源ESA的高隔离、水平全空间波束覆盖和宽阻抗带宽功能.这些天线设计方案为追求ESA的高方向性、宽带化和多功能化提供了新颖而可靠的设计思路与方法.

关键词：电小天线惠更斯源天线高方向性圆极化双极化 non—Foster 方向图可重构

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应用于电小接收天线的非福斯特匹配网络研究

电子元件与材料 2019年第8期38卷 91-98页

作者：任仪姜琨邰宇周建梅重庆邮电大学光电工程学院重庆400065 重庆工程学院电子与物联网学院重庆410065

传统无源电路匹配的电小天线因受到增益-带宽约束条件的限制而无法广泛使用.为突破该限制,采用基于运算放大器的接地型负阻抗变换器设计了非福斯特匹配电路,实现了电小接收天线的宽带匹配.并且,基于理想运算放大器的特性,分析了非福斯... 详细信息

传统无源电路匹配的电小天线因受到增益-带宽约束条件的限制而无法广泛使用.为突破该限制,采用基于运算放大器的接地型负阻抗变换器设计了非福斯特匹配电路,实现了电小接收天线的宽带匹配.并且,基于理想运算放大器的特性,分析了非福斯特电路的负阻抗转换性能,研究了非福斯特电路匹配电小接收天线的实现过程,最后通过实物加工与测试,验证了所设计的非福斯特电路对电小接收天线的性能改善.测试结果表明,在10~20 MHz频段内,非福斯特电路能够将电小天线的输入阻抗匹配到50Ω,S11在整个频段内小于-15 dB;加载非福斯特电路对电小天线接收增益的改善在整个频段内大于2.5 dB,其中在10~16.5 MHz内提高了8.5 dB,验证了所设计非福斯特匹配电路的可行性与有效性.

关键词：电小天线阻抗匹配非福斯特电路负阻抗变换器运算放大器

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电小天线匹配网络中负阻抗变换器的研究

电子元件与材料 2012年第6期31卷 63-66页

作者：曹卫平梁兴东宁丹桂林电子科技大学信息与通信学院广西桂林541004

根据非福斯特电路的负阻抗变换特性，研究了有源宽带匹配网络。采用晶体管设计负阻抗变换器，结合传输矩阵对网络电路进行了分析。通过仿真和实验实现了在 10~100 MHz 的负电抗变换。结果表明，该电路 20~60MHz 转换效率大于 90%，测试... 详细信息

根据非福斯特电路的负阻抗变换特性，研究了有源宽带匹配网络。采用晶体管设计负阻抗变换器，结合传输矩阵对网络电路进行了分析。通过仿真和实验实现了在 10~100 MHz 的负电抗变换。结果表明，该电路 20~60MHz 转换效率大于 90%，测试结果与模拟结果基本一致，验证了负阻抗变换器的可行性和有效性。利用该电路结构能够对电小天线进行宽带匹配，提高天线的工作带宽和辐射性能。

关键词：电小天线阻抗匹配非福斯特电路负阻抗变换器

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一种具有宽调谐范围的电小天线

一种具有宽调谐范围的电小天线

基于等效奇模和偶模调控的方向图可重构电小天线

2023年全国天线年会

作者：陈嘉豪周毅江薛靖铠陈星四川大学

本文提出了一种新型基于近场谐振寄生技术(near-field resonant parasitic,NFRP)的宽带调谐电小天线,它具有一种新颖的复合驱动元件,在驱动元件和NFRP元件之间形成容性和感性两种耦合,进而能够在超宽的频率范围内有效地在激励NFRP元件... 详细信息

本文提出了一种新型基于近场谐振寄生技术(near-field resonant parasitic,NFRP)的宽带调谐电小天线,它具有一种新颖的复合驱动元件,在驱动元件和NFRP元件之间形成容性和感性两种耦合,进而能够在超宽的频率范围内有效地在激励NFRP元件产生辐射,实现电小天线的调谐带宽显著提高。可以在36 MHz～117 MHz实现连续调谐(相对调谐带宽为107.9%),辐射效率大于80%,其电尺寸仅为0.05λ,λ为36 MHz对应波长。

关键词：电小天线近场谐振寄生天线宽带调谐天线高辐射效率

来源： cnki会议评论

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基于等效奇模和偶模调控的方向图可重构电小天线