实验4印刷偶极子天线设计
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一种双极化印刷偶极子基站天线夏小勇;廖成【摘要】在传统的印刷偶极子上通过切角、向上弯折的形式来扩展偶极子的外围轮廓,并通过改变馈电开路枝节的宽度的方式来展宽天线的带宽,并将该结构应用于双极化基站天线中。
研究表明,单元天线在1.50~3.38GHz范围内,VSWR<2,相对带宽达到77%,获得了较好的带宽特性;组成双极化天线后,在1.8~2.7GHz的频率范围内,天线的交叉极化比、水平面波束宽度、隔离度等指标能较好满足移动通信的要求,可以应用于移动通信系统中。
%This paper proposes a method of extension of the outline profile by cutting angles and bent upward in the patch and of bandwidth extension through extending and changing open slot in feed location, which is implementedin the dual-polarized base station antenna. The research has shown thatthe single antenna has a bandwidth of 1.50-3.38GHz,and Voltage Standing Wave Ratio(VSWR) of less than 2. The relative bandwidth reached 77%, which gets a better bandwidth. As a dual-polarized antenna which could apply to mobile communication systems, its cross-polarization ratio, the horizontal plane beam width;isolation can preferably meet the requirements of mobile communication in the frequency scope of 1.8GHzto 2.7GHz.【期刊名称】《移动通信》【年(卷),期】2013(000)016【总页数】5页(P48-52)【关键词】印刷偶极子;基站天线;带宽【作者】夏小勇;廖成【作者单位】西南交通大学电磁场与微波技术研究所,四川成都610031;西南交通大学电磁场与微波技术研究所,四川成都610031【正文语种】中文【中图分类】TN828.61 引言随着移动通信的快速更新和发展,提高移动通信的信道容量变得日益重要。
一种基于共臂结构的双频印刷偶极子天线作者:刘鑫张帅来源:《现代信息科技》2022年第07期摘要:文章提出一种基于共臂结构的双频印刷偶极子天线,可同时工作在433 MHz和2 390 MHz,可广泛用于无线局域网、物联网通信领域。
该天线由一个工作在高频的二元双面印刷偶极子阵列和一个工作在低频的偶极子下臂组成。
一方面通过加载电容,将高频辐射体设计成为低频印刷偶极子的上臂,来构成低频对称阵子的完整结构。
另一方面通过加载电感,进一步缩短了低频阵子臂的长度。
关键词:共臂;双频;偶极子;天线中图分类号:TN92 文献标识码:A文章编号:2096-4706(2022)07-0039-04A Dual-Band Printed Dipole Antenna Based on the Shared ArmsLIU Xin1, ZHANG Shuai2(1.BeiDou Academy, Wuhan Qingchuan University, WuHan 430204, China; 2.Wuhan Second Ship Design and Research Institute, WuHan 430205, China)Abstract: This paper proposes a dual-band printed dipole antenna based on the shared arms structure, and it could work at 433 MHz and 2 390 MHz and it is widely used in fields of wireless local area networks, Internet of Things communication. The antenna is composed of a two-element double sided printed dipole array which works at high frequency and a dipole lower arm which works at low frequency. On the one hand, by loading capacitance, the high frequency radiation body is designed as the upper arm of the low frequency printed dipole to form the complete structure of thelow frequency symmetry array. On the other hand, by loading inductance, the length of the low frequency array arm is further shortened.Keywords: shared arm; dual-band; dipole; antenna0 引言全向天線作为一种基本的天线类型,有着广泛的应用,它被应用在形成无线扩频网络、点对点通信、数据传输等方面。
宽带印刷偶极子天线
侯婷;李建周;韦高
【期刊名称】《科学技术与工程》
【年(卷),期】2010(010)032
【摘要】印刷在薄介质基片上的偶极子,其重量轻、易加工并且提供相当宽的带宽和高级化纯度,通常作为基站天线的辐射单元.介绍了一种由串联印刷偶极子对组成的宽带天线,该天线由两对偶极子组成,印刷在一个薄介质基片的正反面并通过平行带状线连通.该天线结构简单,便于印刷制作,是大型天线阵的理想辐射单元.给出了偶极子长度以及它们之间距离的变化对输入端反射系数(S11)的影响,可供工程设计参考.设计的天线其相对带宽可达62%(VSWR≤2.0),55%(VSWR≤1.5),中心频率为2.3 GHz.
【总页数】4页(P7934-7936,7946)
【作者】侯婷;李建周;韦高
【作者单位】西北工业大学电子信息学院,西安,710072;西北工业大学电子信息学院,西安,710072;西北工业大学电子信息学院,西安,710072
【正文语种】中文
【中图分类】TN821.4
【相关文献】
1.基于宽带吸波体的低雷达散射截面平面印刷磁电偶极子天线设计 [J], 兰俊祥;曹祥玉;高军;郑月军;张晨
2.紧凑型宽带DVB-T印刷偶极子天线 [J], 何志国;常雷;李丹;张建强;;;
3.一种用于频谱监测的宽带宽波束印刷偶极子天线 [J], 何小煜;俞钰峰;张则涛
4.一种新型宽带印刷偶极子天线 [J], 符友;高帆
5.一种新型宽带印刷偶极子天线 [J], 符友;高帆
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第三章 半波長印刷偶極天線設計3-1設計目的偶極天線結構簡單也是理論最容易了解與推導的天線,因此是做為入門學習的最佳例子。
半波長偶極天線是利用諧振原理達到在空間中輻射特定頻率的一種天線,半波長偶極理論已經很成熟,詳細理論可參考一般天線理論書籍。
在微波頻率波段中,基於成本、美觀及其他優點,通常將半波長偶極天線印製在PCB (Printed circuit board) 上,稱為微帶天線(Microstrip antenna),微帶天線應用範圍非常廣泛,因此本章使用印刷電路微帶型結構(Microstrip and printed structure)進行偶極天線的設計與模擬。
3-2印刷偶極天線的原理一般微帶天線(Microstrip antenna)具有下列優點:(1)體積較小、輕量和平面組態。
(2)應用於印刷電路時容易製造,造價低廉。
(3)適合於小型結構體上,可與振盪器、放大器、可變衰減器、調變器、混波器,移相器等模組銜接並與積體電路在平面上可共存。
(4)可裝設於飛彈、火箭、人造衛星等超高速度飛翔體表面以供通信。
(5)RF訊號饋入線及週邊裝置與天線同時設計而製造於同一平面上。
(6)在同一平面板上可設計直線極化(垂直、水平)及圓極化(左、右旋轉)天線。
(7)容易配合單石微波積體電路(MMIC)(Monolithic microwave integratedcircuit)達到一體成形。
另外,微帶天線體積小,所以很容易裝進IC封裝結構蓋中(Package lid)裡,由於這種天線不需要很大的空間,通常是直接作成構裝(Package)的一部份。
但微帶天線也有下述缺點:(1)微帶天線之損失較大以致於天線增益較低,單元件天線之最大增益不容易超過20dB。
(2)大多數的微帶天線均保持單一面電波(Uni-directional)輻射。
(3)饋入RF訊號的傳輸線與天線輻射體之間隔離比較困難。
(4)天線之功率容量較低,換言之,高功率天線不能期待使用此種形式天線。
UHF 四偶极子板发射天线说明书天线简介UHF-四偶极子板数字电视发射天线是定向板状天线,具有频带宽、增益高、驻波比小和安装灵活方便等特点。
由四偶极子单元板天线组阵而成的天线系统具有以下特点:1.可以根据不同的服务区要求改变单元板的配置,即改变天线阵的水平方向图,充分发挥辐射的最大效益。
2.可以根据不同的服务区要求采取不同的波束下倾和零点填充。
3.可以与多功器配合,构成共用发射天线系统。
4.安装方便、灵活即可安装在铁塔一侧,也可以安装在桅杆上。
天线外型及尺寸:几何尺寸为: 989mm×438mm×300mm主要技术指标天线工作原理天线将传输线送来的导行波的能量转换成向空间传播的电磁波的能量,天线可以向周围辐射电磁波能量,或均匀地接收来自特定方向空域的电磁波能量.传输功率到达单板天线的输入口,分别经两路分支同轴内导体到达两个分支馈点,然后再各分成相等的两半馈给四个偶极子辐射器,构成等幅度同相位的馈电系统。
这种天线的电流分布或磁场分布集中在上下两侧的边缘,仅少量电流均匀地分布在矩形板的中间,这样的分布,可以提高天线的增益而且增加了天线的带宽。
四偶极子单元板天线由50Ω同轴输入,然后分成两并联方同轴线,再分别分成两对圆同轴线馈电于两个偶极子向空间辐射电磁能。
馈电系统电气下倾以及天线第一零点填充的有关说明当电视、调频发射天线的主向与水平线为同一方向时,由于垂直天线第一零点填充随着天线层数的增多,方向性图的副瓣增加,主瓣与副瓣、副瓣与副瓣之间存在零点,天线层数越多零点也越多,零点的存在意味着在该点的直射波为零,能接收的只是来自其他地方的反射波和绕射波。
由于信号很弱,有可能看不见图像或者能看见的是有很多重影的图像,所以必须对零点进行填充。
零点填充的简单方法是在每列中的辐射单元之间实行功率分配,即将天线阵分为两半,每一半馈以不同的功率。
安装和调整1.对铁塔边宽的要求方塔的横截面尺寸最好不超过1000×1000mm,可向本厂直接定货。
《微波技术与天线》HFSS仿真实验报告实验二印刷偶极子天线设计专业通信工程年级2011 级姓名毛佳雯学号1116428042指导老师评分一、仿真实验内容和目的使用HFSS设计一个中心频率为 2.45GHz的采用微带巴伦馈线的印刷偶极子天线,并通过HFSS软件Opitmetrics模块的参数扫描分析功能对印刷偶极子天线的一些重要结构参数进行参数扫描分析,分析这些参数对天线性能的影响。
二、设计模型简介整个天线分为5个部分,即介质层,偶极子天线臂,微带巴伦线,微带传输线,见图1。
天线各部分结构尺寸的初始值见表1。
图1印刷偶极子天线结构图(顶视图)。
表1印刷偶极子天线关键结构尺寸初始值。
批注[y1]:实际报告撰写中,表格应手动编制,不允许直接截图。
三、建模和仿真步骤1、新建 HFSS 工程,添加新设计,设置求解类型:Driven Modal。
2、创建介质层。
创建长方体,名称设为 Substrate,材质为 FR4_epoxy,颜色为深绿色,透明度为0.6。
3、创建上层金属部分1)创建上层金属片,建立矩形面,名称 Top_Patch,颜色铜黄色。
2)创建偶极子位于介质层上表面的一个臂。
画矩形面,名称 Dip_Patch,颜色铜黄色。
3)创建三角形斜切角,创建一个三角形面,把由矩形面 Top_Patch 和 Dip_Patch 组成的90 折线连接起来。
4)合并生成完整的金属片模型。
4、创建下表面金属片1)创建下表面传输线 Top_patch_1。
2)创建矩形面 Rectangle1。
3)创建三角形 polyline2。
4)镜像复制生成左侧的三角形和矩形面此步完成后得到即得到印刷偶极子天线三维仿真模型如图2所示。
5、设置边界条件1)分配理想导体。
2)设置辐射边界条件,材质设为 air。
6、设置激励方式:在天线的输入端口创建一个矩形面最为馈电面,设置该馈电面的激励方式为集总端口激励,端口阻抗为50欧姆。
7、求解设置:求解频率(Solution Frequency)为 2.45GHz,自适应网格最大迭代次数(Maximum Number of Passes):20,收敛误差(Maximum Delta S)为 0.02。
偶极子天线特性实验学号:10329060 姓名:林斋帆 2010光信二班合作人:王贝珊实验日期:2013/4/11一、实验目的1、理解半波偶极子天线的基本功能2、测量半波偶极子天线E面得辐射模式3、测量半波偶极子天线H面的辐射模式二、实验原理图1所示的是半波偶极子天线的结构模型和电流分布图。
在图a中,总长度是半个波长,图b中,电流的分布为在馈点值为最大,在两端点值为0。
a) 结构图 b)电流分布图1 半波偶极子天线的结构模型和电流分布图半波偶极子天线是一种谐振天线,它的输入阻抗为 70+j0Ω 。
电流流过Z轴,分布由公式(1)进行计算:I(z)=I0sin[k(λ4−|z|)](1)其中馈电电流大小为10,端点的大小为0。
电流引起的辐射电场为:Eθ(θ)=jωμ2I0k∙e−jkr4πrF(θ)(2)波函数从公式(2)到下面的公式(3)中:F(θ)=Eθ(θ)E MAX=cos[(π2⁄)cosθ]sinθ(3)功率的计算公式如下:P(θ)=|F(θ)|2={cos[(π2⁄)cosθ]sinθ}2(4)根据公式(4)可绘出下面的辐射图。
电流从南边流向北,沿着Z轴的正方向。
在这个图中,最大辐射发生在θ=±90°的方向上,而在θ=0°,180°的方向上没有辐射。
图2 半波偶极子天线辐射模式在试验中使用的半波偶极子天线有两种:914.5125MHz(将略写成914MHz)和2.45GHz,其波长大小分别为328.04mm和122.45mm。
为了去掉天线输入阻抗中的电抗部分,我们只需使天线的长度稍短于半个波长即可,这个比率称为天线的缩短比例。
还有,如果将天线印刷在绝缘的电路板上,由于绝缘的原因也将导致其性质会有一定的变化趋势。
特别的,绝缘板引起的比例变化将使天线的有效波长减小从而导致天线的尺寸相比于在开阔场地要小一些。
根据相对绝缘比例,波长的缩减比例大小如下所示:λeff=0√ε(5)其中,λ0表示在开阔场地的波长大小,λeff代表有效波长。