【摘 要】
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UWB天线是一款拥有抗干扰能力强、传输速率快、保密性好、发射功率小等优点的通信传输天线。本文基于HFSS仿真软件研制了一款一体化UWB织物微带天线,并进行了辐射性能的影响
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UWB天线是一款拥有抗干扰能力强、传输速率快、保密性好、发射功率小等优点的通信传输天线。本文基于HFSS仿真软件研制了一款一体化UWB织物微带天线,并进行了辐射性能的影响研究,还尝试开发了以一体化UWB织物微带天线为单元的2元和4元阵列天线,探索其阵列形式的辐射性能。通过设定基本参数,在HFSS仿真软件上获得了一体化UWB织物微带天线的最优仿真尺寸。结合纺织工艺,研制了17只一体化UWB织物微带天线,并探讨了刚性弯曲、柔性弯曲和捻向捻度对其辐射性能的影响。试验结果如下:(1)对天线进行刚性弯曲,随着弯曲角度或频率的增加,天线的增益和效率整体呈下降趋势而方向性系数则呈增长趋势。当天线用于定向用途时,可对天线进行深度刚性弯曲。当天线用于全向辐射用途时,应避免弯曲而造成能量损失。(2)对天线进行柔性弯曲,随着弯曲角度或频率的增加,天线的效率和方向性系数整体呈下降趋势。发生柔性弯曲会导致增益明显下降,后随着弯曲角度的增加,增益整体无明显变化。随着频率的增加,天线的增益整体呈下降趋势。柔性弯曲对天线的整体性能只有削弱的效果,在使用过程中应尽量避免。(3)对一体化UWB织物微带天线的纬向铜丝设定捻向来研究其辐射性能的差异,结果表明:有捻向优于无捻向;Z捻优于S捻。随着捻度的增加,天线的方向性得到明显的提升而效率呈先增长后降低的趋势,当捻度为250捻/m时,天线的效率最高,效率在500捻/m时最低。随着捻度的增加,天线的增益整体呈增加的趋势。纬向铜丝采用Z捻并加捻至250捻/m为其辐射性能最优的设计。基于HFSS软件和阵列天线设计方法,采用切割和添加馈电网络的方式,研制了2元和4元UWB织物微带阵列天线,并测试其辐射性能获得了如下结论:阵列天线的辐射性能优于单一天线;2元和4元阵列天线的信号发射量均已达小型基站的标准;2元阵列天线的辐射频段要宽于4元但4元阵列天线的效率和方向性优于2元。
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