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论文1324

具有谐波抑制功能的微带缝隙天线

王瑞涛1丁君2

（1.西北工业大学电子信息学院，陕西西安710029；

2.西北工业大学电子信息学院，陕西西安710072）

摘要：

本文先分析了一种具有谐波抑制功能的微带缝隙天线。

通过在接地板矩形缝隙中置入与接地板相连的导体线，天线表现了良好的谐波抑制特性。

又在其基础上，分析了一种具有弯曲缝隙DGS的微带天线。

另外，天线的尺寸也变成了矩形缝隙天线的48%，实现了天线的小型化。

关键词：

缺陷地结构；微带天线；谐波抑制；小型化

Abstract:

Inthisthesisanmicrostripantennawithexcellentharmonicsuppressioncharacteristicisanalyzed.Thisisobtainedbyinsetintheslotwithaconductorlinewhichconnectedtothegroundplane.Next,amicrostripantennawithmeanderingDGSisanalyzedonthebasisoftheformerone.Besides,theantennasizeis48%thatoftheformeronewhichsuggeststheproposedantennaachievedtheminimizationcharacteristic.

Keywords:

DGS;Microstripantenna;Harmonicsuppression;minimization

参考文献：

[1]江超，杨雪霞，白巧玲.用缺陷地结构抑制圆极化微带天线的谐波[J].无线通信技术，2010,36（3）:

24-27

[2]HyungrakKim，YoungJoongYoon.Anovelwidebanddual-slotantennawithharmonicsuppression.IEEEAntennasandPropagationSocietyInternationalSymposium，2004

[3]魏峰，翟阳文等.一种新颖的缺陷地微带线低通滤波器.西安电子科技大学学报（自然科学版），2009，36（4）:

100-103

[4]GaryBreed.AnIntroductiontoDefectedGroundStructuresinMicrostripCircuits,HighFrequencyElectronics,2008Nov.

[5]HyungrakKim，YoungJoongYoon.Microstrip-fedantennaswithsuppressedharmonics[J].IEEETransactionsonAntennasandPropagation，2005，53（9）:

2809-2817

作者简介：

王瑞涛，男，西北工业大学电子信息学院，电磁场与微波技术硕士研究生，研究领域微波通信。

两种微波宽带印刷天线设计

吴文鹤1，张妍妍2，张彬3

（1.西北工业大学电子信息学院，陕西西安710072；

2.西北工业大学电子信息学院，陕西西安710072；

3.西北工业大学电子信息学院，陕西西安710072）

摘要：

本文设计了两种宽带印刷定向天线，均工作于1～2GHz，分别为Vivaldi天线和准八木天线。

采用三维电磁场仿真软件AnsoftHFSS对天线进行仿真设计，调试至符合技术指标，根据仿真模型加工实物，将实际测试结果和仿真结果进行对比分析。

关键词：

印刷天线；Vivaldi；准八木天线；HFSS

Abstract：

Twodifferentkindsofbroadbandwidthprintedantennaaredesigned,whichbothworkbetween1and2GHz.Atthesametime,theirradiationfocusonacertaindirection.TheyareVivaldiantennaandQuasi-yagiantenna.TheantennasaresimulatedbyANSOFTHFSS.Thedesignedantennashavebeenfabricatedandmeasured.Themeasuredresultsandthesimulatedresultsarecomparedandanalyzed.

Keywords：

printedantenna;vivaldi;quasi-yagi;HFSS

1、Vivaldi天线的设计制作

1.1各参数对性能的影响

圆形谐振器尺寸需确定在λ/4左右；增加指数渐变率可改善低频特性；扇形短截线半径需确定在λ/4左右。

天线模型如图1左图所示。

1.2仿真结果及实物测试

经调试，各参数取值如下：

b=260mm，t=2mm，εr=4.4,d=257.5mm，RR=24mm，DSL=34mm，WST=0.9mm，WSL=1.64mm，Wst1=1.59mm，Wst2=3.18mm，Wst3=4mm，L=192.5mm，LTA=4.55mm,，LTC=10.55mm，R=0.0255。

测试结果与仿真结果基本相符，如图2左图所示。

Figure1Modelsofthetwoantennas

图1两种天线模型图

2、准八木天线的设计制作

2.1各参数对性能的影响

巴伦的尺寸对低频段的方向图影响较大；辐射振子到反射器的距离对低频段的驻波比和高频段的方向图影响较大；引向器的长度对高频段的影响较大。

天线模型如图1右图所示。

2.2仿真结果及实物测试

各参数取值如下：

W1=W3=W4=W5=W8=4mm,Sdir1=13mm,Sdir=14mm,L1=23.84mm,L2=10mm,L3=33.84mm,L4=8mm,L5=4mm,L6=111.32mm,L7=48mm,L8=36mm,W1=4mm,W2=6.69mm,W6=2mm,S5=S6=2mm,εr=4.4,AR=80°

测试曲线如图2右图所示。

由于制作误差，1.1G～1.2G左右的S11超过-10dB，但偏差不大。

Figure2TestResultsofthetwoantennas

图2两种天线测试结果

3、总结

本次天线设计尺寸偏大，准八木天线的方向性在1～2GHz频段内没有做到最理想状态，仍需改进。

参考文献：

[1]李萍，余家傲.印刷指数渐变Vivaldi天线研究.西安电子科技大学学报（自然科学版）,2011,4（38）:

194-196.

[2]徐君书.利用HFSS电磁软件仿真设计准八木天线.Ansoft2004年用户通讯,2004:

28-30.

一种带寄生贴片的宽带圆极化L型缝隙天线

孔迪1，张彬2

（1.西北工业大学电子信息学院，陕西西安710072；

2.西北工业大学电子信息学院，陕西西安710072）

摘要:

本文提出了一种宽带圆极化缝隙天线，用L型的微带线进行激励，通过对贴片单元切角和开L型缝隙来获得宽带圆极化。

通过优化调整L型缝隙的大小和其它的相关参数可以使3-dB轴比带宽和阻抗带宽（VSWR<2）分别达到了6.39%和11.9%。

关键词:

宽带，圆极化，L型缝隙，寄生贴片

Abstract:

Abroadbandcircularlypolarized（CP）L-shapedslotantennaispresented.TheantennaisexcitedbyL-shapedmicrostripfeedline.WidebandCPisobtainedbyL-shapedslotandtruncatingoneofthecornersoftheantennaelement.Thewideaxial-radio（3-dBAR）andimpedancebandwidthareachievedbyadjustingtheL-shapedslotandrelativeparametersandtheyarearound6.39%and11.9%respectively.

Keywords:

Broadband;Circularly-polarized;L-shapedslot;Parasiticpatch

1引言

最近，一些能够提高圆极化微带天线带宽的设计方法被提出。

本文提出了一种L型缝隙宽带天线，获得了超过10%的圆极化带宽。

2微带圆极化天线的基本结构

天线的模型采用上下两层介质板和空气层结合的结构设计，其基本结构如图1所示。

上层介质板的介电常数为2.65，高度1.57mm。

在它的正面蚀刻L型的微带馈线，由一段高阻抗线和一段L型的低阻抗线组成，与波端口相连；反面蚀刻天线辐射元，是一个L型缝隙并切掉一角的方形。

Figure1.Thestructureofbroadbandcircularlypolarizedantenna

其中，在L型馈线的末端接有一个短路针穿过介质板和天线辐射元连接，短路针的引入可以使激励起圆极化波的L型馈线的所需长度变短。

利用L型馈线可以激励起两个幅度相等相位相差90°的线极化波从而实现圆极化。

下层介质板的介电常数为4.6，高度2mm。

正面蚀刻了方形贴片作为辐射元的寄生贴片以进一步提高天线的带宽。

在下层介质板的底部还有与介质板相同大小的接地板。

3仿真结果

Figure2.Thesimulatingresultofimpedancebandwidth

图2给出了天线阻抗带宽的仿真结果。

从图中可以看出，天线仿真曲线显示的驻波比（VSWR）小于2的频带范围是1.93GHz-2.18GHz，其中在所要求的频带范围内的相对带宽是11.9%，满足了TTC天线的要求。

参考文献

[1]钟顺时，微带天线理论与应用[M]，西安电子科技人学出版社，1991

[2]S.L.S.Yang,A.A.Kishk,K.F.Lee,WidebandcircularlypolarizedantennawithL-shapedslot[J],IEEETransactionsonAntennasandPropagation,Volume56,n6,June2008,1780-1783

作者简介：

孔迪，男，西北工业大学电磁场与微波技术，硕士在读，小卫星天线的设计。

椭球体共形矩形微带天线的性能分析

郑如萍1，施展2

（1.西北工业大学电子信息学院，陕西西安710072；

2.西北工业大学电子信息学院，陕西西安710072）

摘要:

本文主要研究椭球体共形矩形微带天线，中心频率为1.82GHz,比较单元位置对天线带宽和方向图等性能的影响，设计了椭球体共形的矩形微带天线阵列，其在水平方向实现良好的全向性，满足设计要求。

关键词:

椭球体；微带天线；共形天线

Abstract:

Aconformalrectangularmicrostripantennaonanellipsoidwiththeresonantfrequencyof1.82GHzisstudied.Theimpactofelementlocationonconformalantennaisinvestigated.Thenaconformalmicrostripantennaarrayonanellipsoidissimulated,andgoodradiationperformanceisdemonstrated.

Keywords:

ellipsoid;microstripantenna;conformalantenna

1引言

目前对共形天线的研究主要集中于以圆柱体[1]和圆锥体作为载体。

本文设计了以椭球体作为载体的共形天线，讨论单元位置对天线性能的影响。

设计了共形天线阵列,以验证单元天线的性能。

2椭球体共形天线设计及单元位置的影响

椭球体长轴2R=300mm，短轴比长轴为0.75，厚度h=10mm，

=2.2，中心频率为1.74GHz,天线长L=38mm,宽W=54mm。

采用ANSOFTHFSS软件进行仿真，可得天线谐振于f=1.74GHz，VSWR<2的带宽为109MHz。

椭球体共形天线谐振频率f=1.82GHz，带宽为110MHz。

与平面天线相比，共形天线的辐射方向图后瓣有所增加。

考察单元位置变化对共形天线的影响，表1给出了不同单元位置的共形天线对应H面方向图特性。

Table1.RadiationpatternofHplane

表1.H面方向图特性

单元与水平面所成角度

0°

45°

90°

最大辐射方向（

）

=90°

=45°

=0°

最大增益（dB）

6.30

6.20

6.17

3dB波瓣宽度

86°

89°

94°

后瓣增益（dB）

-6.72

-5.89

-4.70

3椭球体共形微带天线阵列

以不同位置的单元天线，组成一个17元的椭球体共形微带天线阵列，该共形天线可以用于飞行器头部。

仿真结果显示，共形阵列中心频率为1.84GHz，带宽为90MHz。

阵列的模型图和远场主极化面方向图如图1所示，E面呈现近似倒“8”字形辐射[2]；H面，即水平面呈现良好的全向性。

Figure1.Simulationmodelandradiationpattern

图1.模型图和E面方向图

参考文献

[1]YAlfadhl，XDChen，andCGParini.Designandtestingofacylindrically-conformalarrayforsemi-smartantennabasestaions.Proceedingsofthe9thEuropeanConfferenceonWirelessTechnology，2006：

306-309.

[2]张福顺，焦永昌，马金平等.弹体上S波段微带共形天线阵.电波科学学报，1998：

209-213.

作者简介：

郑如萍，女，西北工业大学电磁场与微波技术，硕士在读，共形天线。

基于免比例因子差分进化算法的不等间距线性阵列的综合

瞿颜

摘要：

本文首先介绍了不等间距阵列的优势以及对其进行设计综合的现状，随后又介绍了标准差分进化算法的原理和实现方法，在此基础上引入了免比例因子差分进化算法，并对其流程进行了描述。

然后采用这种算法分别对两种不同阵元总数、阵列孔径的非均匀阵列进行综合，得到了比文献[7]中更好的优化结果。

Abstract：

Thisarticlefirstdescribestheadvantagesoftheunequallyspacedarraysandthecurrentsituationofthesynthesisofthesearrays.Subsequentlythetheoryandtheimplementationmethodofthestandarddifferentialevolutionalgorithmtheoryandimplementationmethodareintroduced,onthisbasis,thedifferentialevolutionalgorithmwithoutthescalefactorisintroducedanditsprocessisdescribed.Afterthat,usingthatalgorithmsynthesizestwonon-uniformarrays，whichareinreference[7]，withthedifferentnumberofarrayelementsandarrayaperture，obtainingmuchbetteroptimizationresultsthanthatofreference[7].

变异操作算子：

交叉操作算子：

选择操作算子：

参考文献：

[1]NanboJin,Rahmat-Samii.Y.Advancesinparticleswarmoptimizationforantennadesigns:

Real-number,binary,single-objectiveandmulti-objectiveimplementations.IEEETrans,AntennasandPropagation,2007（March）vol.55:

556–567.

[2]ChuanLin,AnyongQing,QuanyuanFeng.SynthesisofUnequallySpacedAntennaArraysbyUsingDifferentialEvolution.IEEETrans,AntennasandPropagation,2010（Aug）,vol.58:

pp.2553-2561.

[3]LoY,LeeS.Astudyofspace-taperedarrays.IEEETrans,AntennasandPropagation,1966（Jan）,vol.14:

pp.22-30.

[4]SkolnikMI,NemhaneerG,ShermanJW．Dynamicprogrammingappliedtounequallyspacedarrays.IEEETrans,AntennasandPropagation,1964（Jan）,vol.12:

pp.35-43.

[5]MaillouxRJ,CohenE.Statisticallythinnedarrayswithquantizedelementweights.IEEETrans,AntennasandPropagation,1991（Apr）,vol.39:

436-447.

[6]MufinoV,TmccoA,RegazzuniC.S.Synthesisofunequallyspacedarraysbysimulatedannealing.IEEETrans,SignalProcessing,1996（Jan）,vol.44:

119-122

[7]KesongChen,He.Z,Han.C.AmodifiedrealGAforthesparselineararraysynthesiswithmultipleconstraints.

ANovelBluetoothAntennawithSymmetricStructureinCeramicDielectric

QiangLiu（刘强）ZhilangHao（郝志浪）

SchoolofElectronicsandInformation

NorthwesternPolytechnicalUniversity

Xi’an,Shaanxi,710072

Abstract:

AnLTCCBluetoothantennawithsymmetricstructureisproposedinthispaper.TheproposedantennaisdesignedforW-LAN（IEEE802.11b）.Ithasasymmetricstructureanditisinaceramicchipwithhighpermittivity.Thecharacteristicsofantenna（frequency,farfieldgain,returnloss）aresuitablefortheBluetoothapplicationofmodernwirelesscommunicationsystems.Theinfluenceofdifferentparametersisdiscussed.Theantennahasasinglefeedwithtotalcompactsize9×2×1mm3.

Keywords:

LTCC;BluetoothAntenna;Symmetric;Bandwidth

BluetoothAntennaStructure

Fig.1showsthegeometryoftheproposedceramicchipantennaforBluetoothapplications.TheantennaisfabricatedbyusingLTCCtechnologyandithasacompactsizeof9×2×1mm3.Theantennamainlycomprisesahigh-permittivityceramicchipbase（relativepermittivity30andlosstangent0.001）andasymmetricmetalpatternembeddedtherein.

Figure1Antennageometry.

TheperformanceoftheantennasimulationusesAnsoftHFSS.Fig.2showsthesimulatedS11forpresentedantenna.Fromtheresults,itcanbeseenthattheproposedantennahasarelativelybandwidthof2.5%,rangingfrom2.41GHzto2.47GHzforS11＜-10dB.TheoperatingfrequencyoftheBluetoothantennaisabout2.45GHz.TheproposedBluetoothantennasatisfiesthestandard.

Figure2.Simul