新型低剖面石墨烯THz 天线研究

提出了一种新型石墨烯THz天线,该天线由金属波导和周围多个石墨烯单元构成,相比于传统的金属天线,具有馈电简单、低剖面的特点。由于石墨烯在THz频率具有负的电导率虚部,因此会激发其局域表面等离激元共振。电磁波通过波导口向外辐射过程中,波导和天线单元之间强烈耦合,形成集体的电磁波振荡,由此天线单元之间保持了良好的相位一致性,最终使得远场的增益比单波导口增益增加了6.5dB,波束宽度则减小至21.2°,有效提高了天线的性能。通过改变石墨烯的偏置电压或者掺杂浓度还可以改变其工作频率,形成可调谐的石墨烯THz天线,未来可以应用于THz通信等方面。     

基于共形馈电网络的新型双频四臂螺旋天线

针对卫星地面手持终端系统对天线高效率宽波瓣的应用要求,文章提出一种新型双频印刷一体化四臂螺旋天线结构,通过两种方式提高其双频辐射效率:第一,每组辐射振子分成两个支路,分别以不同的长度、宽度和螺旋角度绕制以减少振子间耦合,同时覆盖两个不同的频点;第二,馈电网络和辐射振子进行一体化设计,提高其馈电效率。测试结果表明:在两个间距很近的频点(1.1倍频程)能够分别实现4.3dBi(低频)和4.2dBi(高频)的右旋圆极化增益,且4dBi以上右旋圆极化增益相对频带宽度分别为6%(低频)和5%(高频),圆极化3dB波瓣宽度均达到130°以上。该天线的双频点、宽波束、高效率性能适合于卫星通信手持终端系统应用。     

小波矩量法分析环形微带缝隙天线*

将矩量法和小波变换理论结合起来,应用于求解电磁场积分方程,分析计算了环形微带缝隙天线磁流分布、驻波、阻抗特性和辐射方向图,通过用小波基代替一般的分域基矩量法中的权函数和基函数,使矩量法中与算子相对应的阻抗矩阵变成为大量元素为零的稀疏矩阵,减小了数值方法对存储量的要求,在达到允许精度的前提下,使计算量显著降低。文中给出计算实例,验证该方法,计算结果与用一般矩量法计算结果和实际测试结果相比,吻合较好。     

面向三维集成电路版图设计的EDA插件研究

三维集成是未来微电子系统的发展方向。但是,现阶段的EDA软件如Cadence等却没有覆盖整个三维集成电路版图设计流程。为了更好的满足工程师在三维集成电路设计中的需要,本文基于SKILL语言,对业界主流版图设计工具Cadence Virtuoso进行二次开发,开发出能辅助三维集成电路设计的EDA插件。该EDA插件主要包括三种功能：自动对齐,自动打孔和三维可视化技术。最终,本文在三维集成电路的背景下设计两个并联的反相器。实验表明,该EDA插件能够满足三维集成电路设计的需求,简化了三维集成电路版图设计的过程,具有很好的易用性。     

基于超材料结构实现5.8GHz RFID天线小型化设计

设计出一款可应用于RFID（Radio Frequency Identification）系统的5.8GHz传统矩形微带天线,天线辐射贴片尺寸为15.74mm×11.12mm,天线的回波损耗（S11）的实测结果为-23.276dB。此后,在矩形微带天线基础上进行设计改进,通过分别蚀刻15个超材料结构I型谐振环和6个超材料结构开口谐振环(Split Resonant Ring, SRR),构造出两款新型小型化天线。与传统矩形天线相比,在保持方向性、最大增益等参数性能基本不变的条件下,基于超材料结构的天线辐射贴片尺寸分别为12.44mm×9.12mm 和11.74mm×9.1mm,相比传统矩形天线分别缩小了35.2%和41.82%,辐射贴片小型化效果明显,其回波损耗实测结果分别为-21.83dB 和-15.40dB。     

天线相位中心位置的计算方法

本文提出了一种天线相位中心位置的计算方法,该方法基于天线远场幅度与相位方向图,能够快速计算出天线相位中心位置。首先建立天线相位中心位置与远场相位方向图之间的模型,然后求远场相位SSD对位置偏移的偏导,得到相位SSD的最小值以及此时的位置偏移。在计算相位中心的过程中可以根据要求选取不同的幅度加权方法,在计算结束后,通过补偿后的相位方向图来比较几种加权方法的计算效果。     

一种宽频带双极化印刷偶极子基站天线

设计并优化了一款适用于LTE天线系统的基站天线振子单元。在印刷偶极子天线以及微带巴伦的基础上,通过等效电路模型进行分析,设计出该天线的多级阻抗匹配巴伦。采用寄生贴片、领结型设计等技术,有效地拓展了天线频带带宽,实现了±45°双极化。仿真结果表明,天线的VSWR≤1.5和回波损耗大于15 d B的带宽达到了54.5%,可以覆盖GSM1800,CDMA2000,WCDMA,TD-SCDMA和LTE系统。在此频带范围内,该天线的驻波特性、方向性、增益和隔离度等指标均满足LTE多模式系统的指标。同时该天线也易于制作,适用于LTE多模式基站天线系统。     

一种考虑互耦的脉冲天线阵列快速计算方法

基于有源单元方向图思想,提出了一种可用于计算脉冲天线阵列时域辐射场的快速方法.该方法在考虑单元间互耦的情况下,将大型阵列的时域辐射场计算问题转化为一个小型阵列的计算问题,大大地减少了计算量.采用文中的阵列综合方法,结合有限积分法软件,仅对一个5×5元阵列进行模拟,即可推算出大型阵列的远场方向图,其计算时间不超过全波模拟时的十分之一.计算结果与仿真软件的仿真结果吻合较好,验证了方法的正确性.     

宽带宽波束圆极化微带八木天线

提出了一种具有两级双贴片引向器结构的双馈圆极化微带八木天线.通过移除部分接地板结构,有效地增大了天线在端射前向的圆极化增益和波束宽度.等幅异相的同轴双馈模式使得该天线具有较宽的工作频带.数值仿真与实验结果表明:该天线同时满足驻波比R vsw≤1.5及端射方向轴比RA≤3 dB的相对带宽为11％.天线在俯仰面仰角0°至80°的范围内具有良好的圆极化辐射特性,方位面主极化半功率波瓣宽度达到88°,同时具有较高的辐射前后比.良好的工作特性表明此天线可作为机载或弹载通信的备选天线.     

具有两块非对称接地面的高紧凑型超宽带天线

针对超宽带无线通信的应用,提出了一种新颖的具有两块非对称接地面结构的紧凑型超宽带(Ultra-Wideband,UWB)天线.本设计采用半椭圆辐射单元和两块非对称接地平面结构,以获得较宽的工作频率和较小的几何尺寸.对影响天线性能的主要几何参数进行了研究和优化并对所设计天线进行了加工制作与测量.测试结果表明:反射系数S11小于-10 dB时,所设计天线的工作频率覆盖3～12 GHz的范围,满足标准UWB带宽(3.1～10.6 GHz)的要求,且平均增益达到4.5 dBi天线具有较小的几何尺寸,仅为14 mm×18 mm=252 mm2.