基于PDMS的柔性可穿戴微带天线北大核心

提出了一种新型柔性微带天线,具有结构简单、质量轻、易共形和可穿戴的功能,且易于与衣物集成。该天线是以柔性材料聚二甲基硅氧烷（PDMS）为介质基底,以金属镍为辐射贴片,将镍覆于介质基底两侧,设计了E形辐射贴片和矩形金属地,并基于微机电系统（MEMS）加工工艺进行加工制造,经测试取得了良好的效果。仿真结果表明,该天线的谐振频率为13.5 GHz,带宽为2.0 GHz。在平放和弯曲的状态下分别进行了测试,测得的谐振频率为12.8 GHz,带宽为1.2 GHz,谐振频率的测试结果变化范围较小,测试结果良好,说明该柔性天线可实现弯曲的性能且谐振频率和带宽比较稳定。该天线的仿真和测试结果都体现出良好的阻抗匹配性和稳定的辐射方向性,为天线与电子设备的集成化提供了参考。     

一种应用于ISM频段的共面波导型可植入式天线

为了满足目前可植入式医疗设备对天线小型、宽带、频率性能稳定的需求,提出一种新型医疗频段(ISM)可植入式天线,天线具有阶梯形状的对称结构,共面波导馈电。采用立方体形状的人体模型填充肌肉,天线置于人体中心部位,仿真设计天线覆盖医疗频段(ISM),分析了天线处于胃、小肠、皮肤等组织材料中仍能够覆盖ISM频段。在配制的模拟人体肌肉溶液中对天线进行测试,带宽为2.02～2.5 GHz。天线尺寸4 mm×11.9 mm×0.8 mm,采用FR-4材料,与目前已有的可植入式天线相比,天线具有体积小、带宽宽、制作成本低等优点,可应用于心脏起搏器、胶囊内镜等可植入式医疗设备。     

基于液晶聚合物的双陷波可穿戴天线的设计

基于超薄液晶聚合物柔性材料,设计了一种满足无线体域网(WBAN)需求的双陷波UWB可穿戴天线。该天线由椭圆形贴片、锥形三叉戟共面馈线和梯形地板组成。通过分别在辐射贴片上蚀刻椭圆开口谐振环和在共面馈线上蚀刻n形槽以实现双陷波特性。该天线采用共面波导的馈电方式,具有良好的共面性,易于与载体共形。经网络矢量分析仪测试结果表明,该天线在3. 1~10. 6 GHz的超宽带频段内回波损耗小于-10 d B的同时,在4. 88~6. 15 GHz和7. 55~8. 51 GHz内拥有双陷波特性,可抑制WiMAX和ITU 8 GHz频段对系统产生的干扰。与以往的可穿戴天线相比,该天线厚度仅为0. 1 mm,且柔性可弯曲。此外,对天线在弯曲情况下进行测试,天线特性基本保持不变。     

一种基于开关控制的小型化频率可重构倒F天线

本文提出了一种基于开关控制的小型化频率可重构IFA,能够利用布置在天线和共面波导(CPW)馈电的折叠槽内的多处开关实现IFA在不同频段上的谐振。本文所设计的IFA适用于2.5GHz和3.5GHz两个频段,利用开关选择不同的IFA分支来实现对应两个频段的切换。该设计通过改变CPW馈电结构上折叠槽的相对位置和长度能够改变天线的谐振频率,利用开关进行多条折叠槽的选择以及折叠槽长度的选择来实现频率可重构的目的。仿真结果表明,该设计可以实现在2.57GHz至3.58GHz频段内的频率可重构。     

一种ISM频段半切共面波导可植入天线

提出一种以柔性材料为衬底的新型可植入天线,天线初始结构为对称状共面波导天线,对此天线在对称面进行切半得到半切共面波导天线。采用HFSS在单层人体模型中对半切天线进行设计与分析,仿真结果表明天线在不同人体组织中会产生频率偏移,但在皮肤、肌肉、小肠中均能覆盖工业、科学和医疗频段(ISM)。仿真结果还显示天线在改变衬底厚度的情况下仍具有宽的带宽。对天线进行加工,采用猪肉馅和果冻状模拟皮肤分别对天线进行测试,其|S11|<-10 dB的带宽分别为1.91~2.65 GHz与2.19~2.79 GHz,天线在2种环境中的测试带宽均能覆盖ISM频段,天线尺寸为6 mm×13.5 mm×24 mm。将天线与圆柱体共形,在肉馅中测试带宽为2.26~3.11 GHz,与目前已有天线相比,本文天线具有尺寸小、质量轻、带宽宽的特性,可应用于胶囊内视镜、无线心脏起搏器等可植入医疗器件中。     

共面波导馈电的宽带天线设计

介绍了共面波导天线的性能、设计原理,分析了各个参数对天线性能的影响,通过优化半椭圆辐射贴片的长短轴半径,设计了一种结构简单的共面波导馈电的小型超宽带天线,覆盖频段为2.9～10.8 GHz.在此天线的基础上,采用在天线辐射贴片底端依次刻蚀三组矩形凹口的措施,使得天线的带宽得到进一步的展宽,覆盖了3～31 GHz频段,阻...     

基于液态金属的柔性频率可重构CPW天线设计

针对固态金属天线在受力弯曲后易产生裂纹导致功能失效的问题,本文提出一种频率可重构的柔性液态金属共面波导馈电天线.该天线由四个不同半径的开口谐振环（Split-Ring Resonators,SRR）构成,利用紫外光刻技术（ultraviolet lithography）制备天线的SU-8负模结构,其次浇注聚二甲基硅氧烷进行倒模并键合,最后将液态金属合金注入至微流沟道,完成天线的制作.通过机械施压方式改变不同谐振环间的通断状态,可在1GHz~6GHz范围内实现频率可重构,满足WLAN、WiMAX和部分C波段的通信要求.弹性体和液态金属的特性使天线具有更好的灵活性和耐久度,可应用于集成电子设备的弯曲表面.     

共面波导差分馈电频率可重构天线

提出了一种共面波导(coplanar waveguide, CPW)差分馈电频率可重构天线.通过直流偏置电路来控制天线上四个PIN二极管的导通和断开模式, 天线可以工作在两种状态, 实现在2.02~2.89 GHz和3.27~3.66 GHz两个频段的重构, 阻抗带宽分别为35.4%和11.3%, 且天线辐射方向图受频率可重构的影响较小, 天线在两种状态下的平均增益分别可达3.18 dBi和3.61 dBi.该天线充分利用共面波导天线结构简单和频带宽的优势, 实现了差分馈电技术与频率可重构技术的完美结合.天线的实测结果与仿真结果非常接近, 可应用于WLAN的2.45 GHz和WiMAX的2.45 GHz、3.5 GHz两个频段.     

基于开环谐振结构的超宽带天线设计

提出了一种新颖的小型共面波导馈电超宽带(UWB)天线.该天线是基于开环谐振器(SRRs)的结构变形而来,设计时共采用了三对成等差数列的开环谐振结构作为天线的辐射面,同时为了获得较好的超宽带频率特性,馈电微带线采用了渐变微带线共面波导馈电结构.通过数值仿真计算获得了优化后的天线几何尺寸,并且加工制作了一副天线,对天线的回波损耗特性、方向图以及增益都进行了测试.测试结果显示该天线具有良好的超宽带特性和较高的增益.     

三角形嵌套多频单极印刷天线的仿真与实验

设计了一种三角形嵌套结构的具有四个频带的多频天线,该天线由三个三角形金属环和一个三角形金属片形成的辐射单元嵌套构成,四个单元共用一个顶点,可通过共面波导进行馈电。应用电磁仿真软件CST进行仿真分析,结果表明多频天线的频带个数、中心频点和带宽是由嵌套三角形的个数、高度和顶角角度控制,且各频点与相应单元的高度之间具有一致的规律。仿真设计了2.4GHz、3.5GHz、5.2GHz和5.8GHz四个频带的多频三角形分形嵌套单极印刷天线,并制作了天线实物进行实验验证。研究表明,三角形分形嵌套天线通频带可控性良好,且尺寸较小,易于制造,可广泛应用于WLAN/WiMAX等领域。     

共面波导(CPW)馈电单极子天线的设计与研究

给出一种工作于900MHz的共面波导(CPW)馈电单极子天线的设计。该单极子天线以共面波导的中心导带为辐射单极子，以中心导带两边的金属导体作反射板，结构简单紧凑。但是由于天线与共面波导之间缺少有效的隔离，造成天线性能受共面波导尺寸的影响较严重。本文通过模拟计算和实验测量详细分析了共面波导尺寸的变化对天线性能的影响，给出了结合共面波导尺寸设计的工作在900MHz的单极子天线结构数据。     

一种基于遗传算法的超宽带天线自动设计方法

提出了一种基于遗传算法的超宽带天线的自动设计方法,并利用此方法设计了一种紧凑型共面波导馈电超宽带天线。所设计的天线采用印刷电路板上的共面波导(CPW)进行馈电,利用遗传算法对天线的贴片形状轮廓进行自动化设计和优化,最后得到一种新颖的UWB 印刷缝隙天线。天线尺寸为32mm′32mm′0. 787mm。仿真结果和实验结果表现出良好的一致性。实验结果表明,该天线在2. 89 ~12. 6GHz 的频段内电压驻波比小于2,在整个UWB 工作频段范围内有稳定的增益和良好的辐射方向特性。     

2.4GHz ISM频段平面印刷T型单极子天线的研究与设计

研究用于2.4GHzISM频段共面波导馈电的T型单极子天线。在T型天线水平臂和垂直臂的长度和宽度的四种组合情况下,给出了输入驻波比带宽的变化曲线图,并分别设计了两个(1#和2#)天线,其结构简单紧凑,且不带底板,易于集成和平面印刷。实测结果表明:在2.4GHz频段上,1#和2#天线分别获得了12.24%和16.33%的相对带宽(VSWR≤2)。     

紧凑型共面波导馈电的超宽带印刷天线设计

针对超宽带天线设计的重要性,基于微带天线和电磁散射理论,设计和分析了一种新的紧凑型共面波导反馈超宽带印刷天线。天线采用逆L型和U型非对称的辐射单元结构,以便最大程度地展宽天线带宽。与以往所提出的共面波导馈电天线相比,该天线具有尺寸小、近线性阻抗、高增益、宽频带、准全向性辐射模式和低成本等特点。并且,该天线的主要性能参数达到了一个较好的平衡。仿真和测量结果保持一致。该天线能满足多种宽带无线通信应用的要求。     

宽频带技术天线的设计与研究

设计了一款共面波导馈电的新型超宽带的平面天线,该天线印刷在介电常数为2.1的聚四氟乙烯覆铜介质基板上,尺寸为30 mm× 30 mm×1.6mm.采用附加无源贴片及在辐射贴片上开槽等技术来实现超频带天线设计,利用仿真软件HFSS对天线参数进行优化仿真.实现了天线频带宽度为3.2～11.7 GHz(S11＜-10 dB),相对带宽达到114％.按照优化尺寸对天线进行加工,实测数据与仿真值基本吻合.结果表明,该天线不仅可实现超宽频带,且结构简单,尺寸小,易集成.     

共面波导馈电的频率可重构印刷单极子天线

提出了一种间接改变天线辐射体长度的方法。该方法通过改变天线馈线中地导体的长度,间接地改变天线辐射体的长度,有效避免了有源开关对天线辐射性能的影响。为验证此方法,设计了一个共面波导馈电的频率可重构印刷单极子天线,该天线利用PIN二极管来改变馈电端地的长度。实验结果表明:控制开关的工作状态,可使天线的谐振频率发生明显的变化。相应的中心频率分别为1.9 GHz和2.3 GHz,相对阻抗带宽分别为20.8%和17.2%。     

车载电话用双频共面振子天线的设计

设计了一个用于车载电话的双频共面振子天线.为获得在同轴馈电时天线振子的平衡馈电,该设计使用了共面波导馈电结构.仿真计算结果给出了天线振子双臂的电流分布,并显示设计的共面振子天线在两个不同的频率上工作.实际设计天线的测试结果表明,在两个频带824MHz～896MHz和1850MHz～1990MHz内,设计天线的驻波比都小于2,而在水平面内的平均增益都大于指标值.     

基于PDMS嵌入式超宽带天线设计

设计了一种以柔性材料聚二甲基硅氧烷(PDMS)为介质基片的超宽带(UWB)天线,其辐射单元由矩形和半圆环金属贴片组成,两部分结构由带状贴片连接,采用共面波导方式馈电。上述金属贴片嵌入在PDMS基片中间,用于人体通信的可穿戴系统。利用嵌入式结构,有效提高了天线的柔韧性和耐用性。为了更好地模拟天线在人体表面的工作环境,构建了包括皮肤、脂肪和肌肉的三层人体组织模型,满足人体安全的国际标准的最大天线比吸收率值为16.4 mW。最后对天线样品进行测试,结果表明天线总体性能稳定,阻抗带宽为5.39-10.33 GHz,实现了在医学机构使用的频段(5.725-5.875 GHz)要求。     

一种新型柔性PCB技术柔性可拉伸电子系统

柔性可拉伸电子系统是近年来国际流行的新技术。文中介绍了一种柔性PCB技术及一种可拉伸电子系统。文章首先简要分析了嵌入式可拉伸电子系统在医学上的需求，并详细阐述该系统的加工技术，说明可拉伸互连结构可通过在弹性基础材料之上埋入形状弯曲的金属线获得，使用这种可拉伸技术，可以获得50％甚至更高的拉伸率。此后，通过一些实例及技术...     

共面波导馈电超宽带天线研究

设计了一种刻蚀在单层覆铜介质基板上的共面波导馈电超宽带天线。所用介质基板由相对介电常数为2.65的聚四氟乙烯制成,尺寸为35.0 mm×35.0 mm×1.6 mm。利用仿真软件HFSS对该天线的参数进行了仿真和优化,并根据优化参数进行了实物天线的制作和性能测试。结果表明,通过在共面波导地面上刻蚀非对称结构的多边形槽,可使天线的频带宽度达到2.2~8.0 GHz(S11<–10 dB),相对带宽达到114%。该天线具有良好的方向图和增益性能,满足超宽带天线的性能要求。