柔性天线设计概要
2.45 GHz 与5.8 GHz 双频柔性天线的设计
2.45 GHz 与5.8 GHz 双频柔性天线的设计许德成;郭小辉;田小建;刘微;高永慧【期刊名称】《吉林大学学报（理学版）》【年(卷),期】2016(054)006【摘要】We gave topology and preparation process of a 2.45 GHz and 5.8 GHz flexible wearable monopole dual-band antenna based on polydimethylsiloxane (PDMS)flexible substrate and organo-silicone conductive silver adhesive.The structure of the flexible dual-band antenna was optimized and the performances of the antenna were characterized.The results show that the experimental results are in good agreement with simulation results.The return losses of the dual-band antenna at the center frequency of 2.45 GHz and 5.8 GHz are -26 dB and -28 dB,respectively.%基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)柔性基体和有机硅导电银胶，给出柔性双频微带天线的拓扑结构及制备2.45 GHz 与5.8 GHz 柔性可穿戴单极子双频天线流程，并优化天线结构，对天线性能进行实测表征.结果表明，仿真与实测结果基本一致，双频天线在中心频率2.45 GHz 和5.8 GHz 处的回波损耗分别为-26 dB 和-28 dB.【总页数】5页(P1413-1417)【作者】许德成;郭小辉;田小建;刘微;高永慧【作者单位】吉林大学电子科学与工程学院，长春 130012; 吉林师范大学信息技术学院，吉林四平 136000;合肥工业大学电子科学与应用物理学院，合肥230009;吉林大学电子科学与工程学院，长春 130012;吉林师范大学信息技术学院，吉林四平 136000;吉林师范大学信息技术学院，吉林四平 136000【正文语种】中文【中图分类】TN82【相关文献】1.工作于2.4GHz/5.2GHz双频段微带缝隙天线的设计 [J], 章坚武;王锦璇;叶霓2.2.45GHz柔性微带天线的设计及传感特性 [J], 解志诚;黄英;王志强;郭小辉3.一种2.45GHz谐波抑制有源集成天线设计 [J], 刘露;刘长军4.基于EBG结构的2.45GHz可穿戴天线设计 [J], 王帅;梁领帅;李书芳5.2.45GHz柔性可穿戴织物天线的设计与研究 [J], 许德成;田小建;郭小辉;刘微因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
可穿戴柔性天线性能研究
可穿戴柔性天线性能研究
可穿戴技术近年来迅速发展，为人们的生活带来了许多便利。
然而，可穿戴设备的性能仍然是一个重要的研究领域。
其中，可穿戴柔性天线的性能研究尤为重要。
可穿戴柔性天线是指能够在人体表面或衣物上使用的柔性材料制成的天线。
与传统硬质天线相比，可穿戴柔性天线具有更好的适应性和舒适性，可以更好地与人体接触，从而提供更好的无线通信性能。
首先，可穿戴柔性天线的性能研究需要考虑其频率响应。
频率响应是指天线在不同频率下的电磁波响应情况。
为了提高天线的通信性能，研究人员需要优化天线的频率响应，使其能够在不同频率范围内工作，并提供稳定的信号传输。
其次，可穿戴柔性天线的性能研究还需要关注其辐射效率。
辐射效率是指天线将电能转化为辐射能的效率。
辐射效率的提高可以提高天线的发送和接收能力，从而提高通信质量和距离。
此外，可穿戴柔性天线的性能研究还需要考虑其天线增益。
天线增益是指天线在某个方向上的辐射功率相对于参考天线的增加程度。
通过优化天线的几何结构和材料特性，研究人员可以提高天线的增益，从而改善通信距离和信号质量。
最后，可穿戴柔性天线的性能研究还需要考虑其耐久性和稳定性。
由于可穿戴设备需要频繁地与人体接触和运动，因此天线需要具有良好的耐久性和稳定性，以保持其性能不受损害。
综上所述，可穿戴柔性天线的性能研究是一个重要且有挑战性的领域。
通过优化频率响应、辐射效率、天线增益以及提高耐久性和稳定性，研究人员可以提高可穿戴设备的通信性能，为人们的日常生活带来更多便利。
这将为可穿戴技术的发展提供更多可能性，并推动整个行业的进步。
fpc天线使用注意事项
fpc天线使用注意事项FPC天线是一种柔性可折叠的天线，适用于各种电子设备中，如智能手机、平板电脑、无线通信模块等。
在使用FPC天线时，需要注意一些事项，以确保其正常工作和提高性能。
本文将为您介绍一些关键的使用注意事项。
1. 安装位置选择在安装FPC天线时，应选择合适的位置。
通常，FPC天线的性能会受到附近金属物体的影响，因此应避免将其安装在金属表面附近。
此外，也要避免与其他天线或电子组件过于接近，以免发生信号干扰。
2. 天线布局天线布局是保证天线性能的关键因素之一。
在设计布局时，应尽量避免折叠、弯曲或覆盖天线部分，这可能会导致信号的衰减或变形。
另外，应确保天线展开时不会受到物理约束，并保持与设备主板的良好接触。
3. 接地良好的接地是确保FPC天线正常工作的重要因素。
在使用FPC天线时，应将其接地引线与设备的接地点连接，以确保天线的稳定性和性能。
如果设备没有专门的接地点，可以选择靠近地平面的位置进行接地。
4. 阻抗匹配在FPC天线的设计和使用中，阻抗匹配是非常重要的。
阻抗不匹配会导致信号反射和功率损耗，降低天线的性能。
因此，在使用FPC 天线时，应确保天线的阻抗与设备电路的阻抗匹配，以提高信号传输效率。
5. 避免干扰为避免干扰，应尽量避免将FPC天线与其他电子组件或线缆靠近。
特别是对于高频信号，如Wi-Fi、蓝牙等，更应该避免与其他天线或电子设备的干扰，以确保信号质量和性能。
6. 避免物理损坏FPC天线是一种柔性的电子元件，对物理损坏比较敏感。
在使用过程中，应避免过度拉伸、弯曲或挤压天线，以免导致天线断裂或性能下降。
此外，还要注意避免撕裂或划伤天线的表面，以保持其完好性。
7. 温度控制温度变化可能会影响FPC天线的性能。
在高温环境下，柔性材料可能变硬，影响天线的弯曲和展开性能。
而在低温环境下，柔性材料可能变得脆弱，容易损坏。
因此，应避免将设备暴露在极端温度下，并确保在正常工作温度范围内使用FPC天线。
柔性天线的概念
柔性天线的概念柔性天线是一种具有弯曲、拉伸和可弯曲等特性的天线。
它的设计理念是通过使用柔性材料和特殊的结构来提供天线的灵活性和适应性，使其能够适应不同的应用环境和需求。
柔性天线的主要特点之一是弯曲性能。
相比传统的刚性天线，柔性天线可以在不损失性能的情况下进行曲线形状的弯曲。
这种灵活性使得柔性天线能够适应较为复杂的环境，例如曲面、弯曲表面以及窄小空间等等。
柔性天线的弯曲性能主要由其使用的柔性材料和天线的结构确定。
目前市场上常见的柔性材料有塑料、橡胶、聚酯纤维等，而常用的结构设计包括螺旋、折叠、贴片等等。
另一个重要的特点是拉伸性能。
柔性天线能够在一定程度上被拉伸而不受损坏。
这种特性使得柔性天线能够适应一些需要伸缩性的场合，例如可折叠手机、人体携带设备等。
柔性天线的拉伸性能主要取决于材料的屈服点和结构的设计。
一些高强度的材料，如铜合金和不锈钢针织网等，常被用来增加柔性天线的拉伸强度。
此外，柔性天线还具有一定的可弯曲性。
相比刚性天线，柔性天线可以在不损失性能的情况下被曲折弯曲。
这种特点使得柔性天线能够适应一些需要曲面覆盖的应用场景，例如弧形显示器、车身覆盖等。
柔性天线的可弯曲性主要受到结构设计和材料选择的影响。
一些灵活的结构和柔性的材料可以使柔性天线具有更大的曲面覆盖能力。
柔性天线的设计和制造涉及到多个领域的知识，包括材料科学、电磁学、机械工程等等。
在柔性材料的选取上，需要考虑其柔韧性、机械性能和导电性能。
在天线的结构设计上，需要考虑到天线的尺寸、形状、辐射特性等。
同时，还需要考虑到天线与其他电子元器件的耦合问题。
柔性天线的应用非常广泛。
在移动通信领域，柔性天线可以应用于移动电话、无线局域网设备、蓝牙设备等。
它可以根据设备尺寸和形状的要求进行定制设计，并具有良好的性能和灵活性。
在汽车领域，柔性天线可以用于车载通信和导航系统，以及车身装饰。
柔性天线还可以应用于航空航天、军事装备、医疗器械等领域。
总之，柔性天线作为一种具有弯曲、拉伸和可弯曲特性的天线，具有良好的灵活性和适应性。
柔性空间可展开天线的结构与控制集成设计
柔性空间可展开天线的结构与控制集成设计柔性空间可展开天线的结构与控制集成设计摘要：柔性空间可展开天线的结构与控制集成设计是目前研究的热点之一。
本文首先介绍了柔性空间可展开天线的发展背景和应用领域，然后详细阐述了柔性空间可展开天线的结构与控制集成设计的原理和方法。
此外，本文还介绍了柔性空间可展开天线的性能评估和验证方法，并对其未来发展方向进行了展望。
关键词：柔性空间，可展开天线，结构设计，控制集成，性能评估一、引言柔性空间可展开天线是一种能够在卫星和航空航天器上广泛应用的天线系统。
它具有结构灵活、体积轻巧、重力效应小等优点，可以应用于通信、导航、遥感等方面。
近年来，随着卫星和航天航空器的快速发展，对柔性空间可展开天线的需求也越来越大。
因此，研究柔性空间可展开天线的结构与控制集成设计，对于提高天线性能和降低系统成本具有重要意义。
二、柔性空间可展开天线的结构与控制集成设计原理1.结构设计原理柔性空间可展开天线的结构设计原理是通过柔性材料和支撑结构的协同作用，实现天线在展开和收起过程中的自由度控制。
常见的结构设计方法包括层合结构设计、支撑机构设计和变形控制设计。
层合结构设计主要是通过调整材料的厚度和组织结构来实现天线的展开和收起；支撑机构设计主要是通过设计支撑杆和支撑环等结构来实现天线的平稳展开；变形控制设计主要是通过控制材料的形变和曲率来实现天线的定向调节。
2.控制集成原理柔性空间可展开天线的控制集成设计原理是通过传感器和控制器的协同作用，实现天线在展开和收起过程中的精确控制。
传感器可以采集天线的形变、应力和温度等参数，通过控制器进行信号处理和反馈控制，实现天线的定向和稳定。
常见的控制集成方法包括自适应控制、模糊控制和神经网络控制等。
三、柔性空间可展开天线的性能评估和验证方法柔性空间可展开天线的性能评估和验证是评价其设计效果和工作性能的重要手段。
常见的性能评估方法包括天线增益、波束偏转角和频率带宽等。
天线设计指南
天线设计指南 (2)简介 (2)天线原理 (3)天线类型 (5)天线的选择 (7)天线馈电的考量 (13)芯片天线 (21)各种天线的比较 (25)环境对天线性能的影响 (25)塑料外壳的影响 (27)调试PCB空板 (32)使用塑料和人体接触来调整调试 (38)天线设计指南本文章使用简单的术语介绍了天线的设计情况，并推荐了两款经过赛普拉斯测试的低成本PCB天线。
这些PCB天线能够与赛普拉斯PRoC™和PSoC®系列中的低功耗蓝牙(BLE)解决方案配合使用。
为了使性能最佳，PRoC BLE和PSoC4 BLE2.4GHz射频必须与其天线正确匹配。
本应用笔记中最后部分介绍了如何在最终产品中调试天线。
简介天线是无线系统中的关键组件，它负责发送和接收来自空中的电磁辐射。
为低成本、消费广的应用设计天线，并将其集成到手提产品中是大多数原装设备制造商(OEM)正在面对的挑战。
终端客户从某个RF产品(如电量有限的硬币型电池)获得的无线射程主要取决于天线的设计、塑料外壳以及良好的PCB布局。
对于芯片和电源相同但布局和天线设计实践不同的系统，它们的RF(射频)范围变化超过50%也是正常的。
本应用笔记介绍了最佳实践、布局指南以及天线调试程序，并给出了使用给定电量所获取的最宽波段。
图1.典型的近距离无线系统设计优良的天线可以扩大无线产品的工作范围。
从无线模块发送的能量越大，在已给的数据包错误率(PER)以及接收器灵敏度固定的条件下，传输的距离也越大。
另外，天线还有其他不太明显的优点，例如：在某个给定的范围内，设计优良的天线能够发射更多的能量，从而可以提高错误容限化(由干扰或噪声引起的)。
同样，接收端良好的调试天线和Balun(平衡器)可以在极小的辐射条件下工作。
最佳天线可以降低PER，并提高通信质量。
PER越低，发生重新传输的次数也越少，从而可以节省电池电量。
天线原理天线一般指的是裸露在空间内的导体。
该导体的长度与信号波长成特定比例或整数倍时，它可作为天线使用。
FPC工艺的小型化多频段天线设计
• 129•从1946年第一台计算机诞生到当下笔记本电脑可随身携带，笔记本电脑经历了一代一代的革新。
现在朝着更加轻薄化小型化的方向发展，由于空间的缩小，使笔记本电脑的天线设计愈加困难。
FPC （flexible printed circuit ）又称柔性印刷电路工艺，可以在空间上进行移动弯曲和扭转并遵从不同形状和特殊尺寸进行封装，且体积小，重量轻，可以满足小型化，轻量化，薄型化天线设计要求，广泛应用在小型化低净空的天线环境中。
针对当前兴起的高速率大容量无线带宽需求，为了适应Wi-Fi 需求的增长，Wi-Fi 联盟于2020年初发布Wi-Fi 6E 标准，通信频段为5.925-7.125GHz ，增加Wi-Fi 频谱的供应量，将有效的把Wi-Fi 可用频谱的数量翻倍，Wi-Fi 6E 相对FPC工艺的小型化多频段天线设计合肥联宝信息技术有限公司 王再跃 汪建安 安 凯 王 勇图2 2.45GHz电流分布图3 5.25GHz电流分布图1 天线结构图于Wi-Fi 6的提升则在数据吞吐量和延迟两个维度。
随着无线网络用户的接入数量日益增加和用户场景多样化，无线接入网络数据不仅是高吞吐量和大带宽，并且也要求低时延。
因此，Wi-Fi 6E 的应用可以解决当下无线网络的难点，并推动新一代Wi-Fi 应用的快速落成。
本文针对最新发布Wi-Fi 6E 频段，基于FPC 工艺，设计一款三频段Wi -F i 小型化天线，通信频段包括：2.402-2.483/5.15-5.85/5.925-7.125GHz ，使用CST 仿真模拟软件进行仿真和优化，结合软件仿真的结果，对天线进行实物打样，使用矢网进行测试，实测结果和软件仿真的结果基本一致，符合当下笔记本电脑的基本设计需求，具有很好的应用价值。
1 天线的仿真与设计1.1 天线结构天线外观结构如图1所示，图1为天线单元的外观结构图，此辐射单元采用的结构为PIFA 形式。
天线的基板尺寸大小为16.6×8.1×7.3mm ，天线基板的材料为聚碳酸酯，相对介电常数为2.9，损耗角正切值为0.005，使用CST 仿真软件进行仿真设计，天线各个辐射枝节的物理尺寸为：L1=10.5mm ，L2=14.8mm ，L3=3.5mm ，H1=6mm ，H2=1.7mm ，H3=3mm ，• 130•W1=4.7mm 。
LDS天线设计规范
Paralle /normal 0.1/-
Paralle /normal 0.6-0.8/-
117 12411 148 12411 -
50 2413 85 2413 -
1.74
1.34
MVR
cm³/ 10min
-
-
10
21
-
15
12
-
-
耀登電通科技（昆山）有限公司
以下两种材料为深圳市中塑新材料有限公司生产 HF420-LM
耀登電通科技（昆山）有限公司
第二部分：LDS设计技术要求
1、LDS专用材料 2、LDS公差 3、线路的宽度与线路的间距 4、线路间距/不同平面 5、尖锐转角 6 、雷射光入射角 7 、雷雕区域设计适当斜坡 8 、导通孔（模具孔） 9 、塑胶模具设计 10 、顶针摆放位置 11，顶针的设计 12 、塑件边缘到雷雕线路的距离 13 、线路与墙之间的距离 14 、线路与矩型孔间的距离 15 、表面处理 16，LDS可增加标示 17，LDS最大加工范围 18，化镀技术要求
18，化镀技术要求： 镀层参数分为内,外表面(暂行): 内表面镀层参数: A,激光活化深度10-12UM以上 B,镀铜:4-10UM C,镀镍:3-6UM D,镀金:0.1UM以上 外表面镀层参数: A,激光活化深度10-12UM以上 B,镀铜:4-7UM C,镀镍:3-5UM D,镀金:0.1UM以上 所有镀层厚度不超过12UM，建议值在10um以内 E,导通孔孔径:0.1mm以内 F,喷漆厚度:120-160UM之间 盐雾须过48小时； 内外表面均有走线，且外表面需要喷涂的，化镀参数以外表面为准。
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2，LDS公差
根据使用材料，零件几何形状，图案的复杂性，电镀： 一般情况下：LDS线路与线路公差为+/-0.10MM. LDS线路与塑件线路公差为 +/-0.15MM. 特殊情况下：LDS线路与线路公差为+/-0.08MM. LDS线路与塑件线路公差为 +/-0.12MM.
一种柔性水平极化全向天线的设计方法
电子信息对抗技术Electronic Information Warfare Technology2021,36(3)㊀㊀中图分类号:TN821.1㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:1674-2230(2021)03-0082-05收稿日期:2020-08-13;修回日期:2020-09-21作者简介:何清明(1972 ),男,高级工程师;于伟(1985 ),男,高级工程师;黄福清(1968 ),男,高级工程师㊂一种柔性水平极化全向天线的设计方法何清明,于㊀伟,黄福清(电子信息综合控制重点实验室,成都610036)摘要:介绍一种适用于小型电子干扰设备的柔性水平极化全向天线,其设计原理源于射频电流均匀分布的环形天线㊂该天线用一种巧妙的方法降低柔性水平极化全向天线的实现难度,具有方位全向起伏小㊁结构简单和成本低廉的特点,可广泛应用于可展开诱饵设备㊂关键词:水平极化;全向;环路天线;射频电流;均匀分布DOI :10.3969/j.issn.1674-2230.2021.03.017A Design of a Flexible Horizontal Polarization Omnidirectional AntennaHE Qingming,YU Wei,HUANG Fuqing(Science and Technology on Electronic Information Control Laboratory,Chengdu 610036,China)Abstract :A special horizontal polarization omnidirectional antenna is described.It can be ap-plied to miniature electronic interference device.The antenna is based on the principle of a loop antenna which radio -current distributes well on the loop.This kind of antenna has the character-istics of small omnidirectional fluctuation,simple structure and low cost.It can be widely used indeployable decoy equipment devices.Key words :horizontal -polarization;omnidirectional;loop antenna;radio -current;uniform dis-tribution1㊀引言1.1㊀问题的提出可持续待机的空飘球诱饵和海飘球诱饵属于一次性使用设备,通常将收发天线置于气囊中㊂在投放前气囊处于极限压缩状态,而投放后则处于充气展开状态㊂为满足该类设备的需求,天线必须柔性化处理㊂预警雷达主要工作在VHF㊁UHF 和L 波段,其天线大多选择水平极化㊂对这种水平极化预警雷达能够实施有效干扰的空飘球或海飘球诱饵设备均需配置宽带柔性化水平极化全向天线㊂鉴于诱饵设备的实际应用状态,不仅要求在方位面上全向覆盖,而且俯仰面上也需要具备宽波束覆盖能力㊂1.2㊀柔性化气囊天线技术现状早起的柔性化天线多为封装在腰带㊁背心㊁外套㊁马甲或头盔中的小型可穿戴天线,主要应用在单兵穿戴通信,应用范围较小㊂目前国内外技术人员研究较多的是可展开柔性天线㊂可展开柔性天线通常有刚性机构展开的柔性天线和柔性化气囊天线㊂柔性化气囊天线通过充气展开,其类型大多集中在大型面天线㊂这种天线一般采用薄膜结构,具有低质量㊁高收缩率㊁低成本和高可靠展开性等特点,主要应用在天基雷达㊁空间探索和移动卫星通信等领域[1-4]㊂近年来,柔性化天线开始进入空中监视㊁单兵移动卫星通信和电子对抗28电子信息对抗技术㊃第36卷2021年5月第3期何清明,于㊀伟,黄福清一种柔性水平极化全向天线的设计方法诱饵等领域㊂图1是NASA资料介绍的一种气囊型反射面天线㊂图1㊀气囊型反射面天线[4]1.3㊀水平极化全向天线现状原则上水平极化全向天线由磁偶极子类天线产生,但磁偶极子在自然界中并不存在㊂作为电偶极子的对偶关系,电小环路天线等效为磁偶极子㊂电小环路天线就是周长远小于波长的环路天线,辐射效率取决于环面面积㊂这种天线的增益带宽积小,辐射效率低,在电子对抗领域的应用寥寥无几㊂基于带宽和辐射效率的考虑,水平极化全向天线一般采用正交偶极子组合和环形阵列两种形式㊂正交偶极子组合是将一组正交偶极子以相差90ʎ等幅激励构成的球状辐射实现,在有效空间的辐射效率低,全向起伏大,受载体的影响大,在电子对抗领域鲜有应用㊂环形阵列是将等幅同相激励的辐射单元以水平极化状态均匀排布于圆周上㊂环形阵列方位面全向起伏大小取决于单元密度,而俯仰面方向图覆盖宽度取决于圆环的直径㊂常见环形阵列有圆柱缝隙阵㊁圆柱微带阵㊁旋转场天线㊁Alford环天线[5-6]以及苜蓿叶形环天线[6]等形式㊂2㊀解决方案2.1㊀基本设计思路柔性水平极化全向天线要解决的问题本质是天线的曲面化和柔性化,柔性化和带宽需求排除将圆柱阵列形式㊁Alford环天线和苜蓿叶形环天线等天线类型作为解决方案的可能性㊂从可行性角度出发,采用平面柔性化偶极子单元环形阵列相对合理㊂鉴于诱饵设备对俯仰宽波束的宽角覆盖需求,天线单元的数量一般控制在3~4个单元㊂本文讨论的柔性水平极化全向天线采用3副平面柔性化偶极子组阵形式㊂平面化偶极子的带宽主要取决于偶极子的等效直径(由宽度决定),单元带宽一般均可达2ʒ1以上㊂2.2㊀模型建立电子对抗设备对天线的带宽要求比较高,直接采用上面的形式来设计天线是不合理的㊂上面的环路天线的带宽通常只有百分之几,在电子对抗领域的用途非常有限㊂为了解决这个问题采用准均匀分布的环路天线㊂考虑到环路天线的H 面方向图的质量,压缩环路直径,天线采用三点激励㊂天线的环路不再封闭㊂这种天线不妨称为三点激励环路天线㊂其原理结构见图2所示㊂图2㊀三点激励环路天线原理结构示意图2.3㊀射频电流均匀分布环路天线工作原理射频电流均匀分布的电大环路天线,E面(方位面)方向图为全向,而H面方向图呈 ɕ 字形㊂均匀分布的电大环天线在工程上并不存在,通常在环上进行多点等幅同相激励使环电流逼近均匀分布㊂Alford环天线实际上就是这类天线,其带宽通常在百分之几的量级,工程上的研究并不多㊂为解决带宽问题,在多点激励的条件下,将环均匀割裂,这就是形成了多点馈电的环形偶极子阵列㊂这种天线实际上可视为射频电流均匀分布的环路天线㊂射频电流均匀分布环路天线的辐射方向图可以通过电小偶极子辐射方向图矢量积分的方式获得㊂为分析方便,建立图3所示的坐标系㊂不妨设环路(直径为2a)在XOY面内,其中心与原点重合㊂38何清明,于㊀伟,黄福清一种柔性水平极化全向天线的设计方法投稿邮箱:dzxxdkjs@126.com图3㊀天线辐射场计算坐标系在φ=φᶄ处,环路的一个典型电流元的矩分量为[6]:dP xʈ-I(φᶄ)a sinφᶄdφᶄ(1)dP yʈ+I(φᶄ)a cosφᶄdφᶄ(2)其中:I(φᶄ)为环电流分布函数㊂该典型电流元的辐射矢量为:dN xʈ-I(φᶄ)a e jβa sinϑcos(φ-φᶄ)sinφᶄdφᶄ(3)dN xʈ-I(φᶄ)a e jβa sinϑcos(φ-φᶄ)cosφᶄdφᶄ(4)其中:β=ωc,为相移常数㊂环路上射频电流均匀分布时,则I(φᶄ)=I与φᶄ无关,则环路天线的空间合成辐射矢量为:N x=-2jπIaJ1(βa sinϑ)sinφ(5)N y=-2jπIaJ1(βa sinϑ)cosφ(6)转化到球坐标,则有:Nφ=2πj IaJ1(βa sinϑ)(7)Nϑ=0(8)均匀分布环路天线远区辐射场为:Eϑʈ-jωu4πr Nϑe-jβr=0(9)Eφʈ-jωu4πr Nφe-jβr(10)从式(9)和(10)表达的辐射场来看,射频电流均匀分布环路天线是水平极化全向天线较好的选择㊂2.4㊀三点激励环路天线工作原理三点激励环路天线可视为三副弧形偶极子环行组阵㊂每个弧形偶极子单元上的电流分布近似为余弦分布㊂式(1)~(4)中的I(φᶄ)转换为:I(φᶄ)=I0|cos(3φᶄ2-nπ)|(11)其中n=(0,1,2)的取值约束条件:|φᶄ-2nπ/3|ɤπ/3(12)事实上,整个天线阵等幅同相馈电时仍可近似为射频电流准均匀分布的环路天线㊂其辐射场的分析可以近似按照均匀分布环路天线的方法分析,这里不再赘述㊂考虑到柔性化和重量控制需求,弧形偶极子的馈电不再考虑常规射频电流平衡抑制措施㊂鉴于使用时,天线的同轴馈线与天线环面成垂直关系,同轴线外皮外表面上的非平衡射频电流辐射引入的方向图畸变可以忽略㊂3㊀电气设计方法及仿真分析3.1㊀设计实例需求工作频段:UHF波段;相对带宽:优于22%;极化类型:水平极化;驻波系数:不大于3.0;增㊀㊀益:优于-2dB㊂波束覆盖:方位全向,俯仰 ɕ 字形㊂3.2㊀仿真模型建立考虑到工程要求,开发一种水平极化全向天线,其带宽要求大于22%,为保证边频的性能,原则上按25%以上的带宽设计,选用三点激励环路天线方案㊂环路直径选用中心频率的0.55λ0㊂辐射体采用片式弧形偶极子,其宽度选择0.08λ0 (带宽需求)㊂馈电网络直接采用同轴线硬性均分三路方式㊂每一支路的阻抗为150欧姆,而弧形偶极子的输入阻抗(中心频率)约在100欧姆左右,对各馈电点馈电的平行双线的等效特性阻抗取122欧姆㊂天线芯体的覆盖物(柔性载体)选择介电常数约2.6且厚度0.5mm的防雨塑料布㊂天线的仿真模型见图4所示㊂电磁仿真结果见图5~图7所示㊂从计算结果来看,天线驻波系数在2.5以内,方位面(E面)全向起伏在1dB以内,俯仰面(H面)方向图为 ɕ 字形,增益在整个频段均优于0dB(0.9~1.5dB),满足要求㊂图4㊀电磁仿真模型示意图48电子信息对抗技术㊃第36卷2021年5月第3期何清明,于㊀伟,黄福清一种柔性水平极化全向天线的设计方法图5㊀驻波系数计算结果图6㊀E 面方向图(归一化,430MHz)图7㊀H 面辐射方向图计(归一化,430MHz)图8㊀增益-频率曲线计算计算结果4㊀柔性结构设计方法4.1㊀选材方案本天线设计的另一重点为其柔性结构设计㊂为了实现天线的柔性化,天线的绝大部分材料选择柔性材料㊂环路部分(辐射体)选择柔性金属丝编织物(电磁屏蔽金属布类);环路部分的馈线采用柔性扁平镀银平行扁平双线;馈电座采用SMA 座(内部无损耗材料);天线的馈电分配部分为4端口印制功分网络(从耐受功率角度出发不加装隔离电阻);柔性覆盖物选择介电常数在2.6左右的防水布料类(注意其损耗正切最好控制在0.001量级)㊂4.2㊀实现方法(1)将天线电气部分(环路部分和平行双线)需要首先固定在软质基材上进行定型,以避免天线电气结构发生变化;(2)用具有防腐蚀的金属线将其缝制在软质防水布料上;(3)在环路部分与平行双线之间的连接处刷液态硅胶(军用),待固化后再进行下一步;(4)将带有软质防水布料的天线电气部分和4端口印制功分器连接(一般采用焊接),并在连接处刷液态硅胶,待固化后进行下一步;(5)用软质防水布料封装㊂为了保证平行双线的特性阻抗,在双线间缝制隔离柔性介质薄膜㊂图8是天线的封装结构示意图㊂虚线部分为防腐蚀细线缝制路径㊂图9㊀天线封装结构示意图5㊀实测结果㊀㊀根据仿真得到的设计数据按照柔性天线结构设计要求,试制出来的产品柔韧性较好㊂图9~图11是天线的试制产品实测结果㊂从实测结果来看,天线的驻波系数优于仿真结果,增益的实测结果为0~1dB,较仿真结果约低0.5~1dB㊂方向图测试结果与仿真结果基本相符,但实测结果在俯仰面(H 面)出现起伏㊂出现天线仿真结果与实测结果有一定差异的主要原因是在仿真时未考虑柔性材料及辅料的损耗正切参数㊁射频电流未58何清明,于㊀伟,黄福清一种柔性水平极化全向天线的设计方法投稿邮箱:dzxxdkjs@作平衡抑制处理和安装平台的影响等㊂图10㊀驻波系数实测结果图11㊀E 面方向图实测结果(归一化,430MHz)图12㊀H 面方向图实测结果(归一化,430MHz )6 结束语㊀㊀本文通过对VHF /UHF 等波段可展开电子对抗诱饵天线的需求分析,面对柔性小型化水平极化全向天线的挑战,提出了一种结构简单且成本低廉的柔性化水平极化全向天线设计思路,通过了仿真和实例测试对比验证㊂该设计思路对于低波段㊁紧凑型全向柔性天线设计具有一定的参考价值,产品适用于柔性展开的空飘球和海漂球电子对抗诱饵设备㊂本文阐述的设计思路也适用于VHF㊁UHF 和L 等波段柔性圆极化/斜极化全向天线的设计㊂参考文献:[1]㊀唐宝富,徐东海,朱瑞平.空间充气展开天线初步研究[J].现代雷达,2008,30(4):82-84.[2]㊀王援朝.充气天线结构技术概述[J].电讯技术,2003(2):6-11.[3]㊀黄河,关富玲,冯尚森.充气球天线的设计与加工工艺[J].华南理工大学学报(自然科学版),2014,42(9):96-101.[4]㊀MIRANDA F A.Antenna Technologies for NASA Ap-plications,N20110000775/XAB [R ].USA:NASA,2006:18-21.[5]㊀冯祖建,张立新,孙绍国.水平极化全向天线的设计[J].微波学报,2008,24(6):60-64.[6]㊀(美)谢昆洛夫S A.天线理论与实用[M].任郎,译.北京:人民邮电出版社,1959.(上接第71页)[3]㊀张宪超,陈国良,万颖瑜.网络最大流问题研究进展[J].计算机研究与发展,2003,40(9):1281-1292.[4]㊀董方.网络流算法的研究与应用分析[D].南京:南京邮电大学,2014.[5]㊀李天南.基于最大流的车辆容迟网络路由算法研究[D].上海:上海交通大学,2011.[6]㊀陈晓旭,吴恒.基于最小费用最大流的大规模资源调度方法[J].软件学报,2017,28(3):598-610.[7]㊀王志强,孙小军.网络最大流的新算法[J].计算机工程与设计,2009,30(10):2357-2359.[8]㊀张静,邱学绍.网络最大流模型算法及其实现[J].重庆大学学报(自然科学版),2006,29(5):132-134.[9]㊀赵礼峰,严子恒.基于增广链修复的最大流求解算法[J].计算机应用,2015,35(5):1246-1249.[10]㊀赵礼峰,严子恒.基于预流推进的最小标号最大流算法[J].计算机应用,2015,35(12):3398-3402.[11]㊀白嘗.最大流及最小费用的算法研究[D].南京:南京邮电大学,2012.68。
FPC类天线设计要求
FPC类天线设计要求FPC（Flexible Printed Circuit）类天线设计要求是指在柔性印制电路板上设计和制作天线时需要满足的一些要求和考虑因素。
柔性天线已经广泛应用于手机、平板电脑、智能手表等移动设备中，因为其具有柔性、轻薄、高效、可塑性强等特点，可以适应各种复杂形状和尺寸的设备。
首先，FPC类天线的设计要求包括频率范围、增益、方向性等。
在设计FPC类天线时，需要根据所需要的频率范围选择合适的天线类型，例如微带天线、倒F型天线等。
同时，根据应用需求确定天线的增益和方向性，以满足对信号的接收和发送要求。
其次，FPC类天线的设计要求还包括天线尺寸、形状和布局。
由于柔性天线需要适应各种复杂的设备形状和尺寸，因此在设计过程中需要考虑天线的尺寸和形状，以确保其可以完全覆盖设备的表面，并且不会受到机械弯曲或拉伸等因素的影响。
此外，天线的布局也需要合理设计，以避免与其他组件的干扰，提高整体性能。
第三，FPC类天线的设计要求还包括阻抗匹配和调谐。
在设计过程中，需要通过优化天线的几何形状和尺寸，以确保其阻抗与设备的电路系统匹配，以最大限度地提高信号传输的效率和质量。
此外，还需要进行天线的调谐，以确保在设备在不同频段或工作状态下都能获得良好的性能。
最后，FPC类天线的设计还需要考虑材料的选择和制造工艺。
柔性天线通常使用柔性基底材料，如聚酯薄膜等，以便于弯曲和拉伸。
因此，在设计过程中需要选择合适的材料，并结合相应的制造工艺，以确保天线的可靠性和稳定性。
综上所述，FPC类天线的设计要求包括频率范围、增益、方向性、尺寸、形状、布局、阻抗匹配、调谐、材料选择和制造工艺等方面。
通过合理设计和优化，可以实现高效、可靠的柔性天线，满足不同设备的无线通信需求。
FPC天线测试指标
FPC天线测试指标FPC（Flexible Printed Circuit）天线是一种柔性印刷电路天线，相比传统的天线，具有柔性、轻薄、可弯曲等优点，广泛应用于各类电子设备中。
FPC天线的测试指标主要包括以下几个方面。
1.频率特性：FPC天线的频率特性是其最基本的指标之一，即FPC天线在工作频率范围内的相对增益。
增益是指天线所辐射信号的功率与参考天线辐射同样功率的比值，通常以dB（分贝）为单位表示。
在FPC天线设计中，通常需要满足一定的增益要求，以保证其在规定的频率范围内工作正常。
2.驻波比（VSWR）：FPC天线的驻波比是指天线输入端口的阻抗与传输线阻抗之间的匹配程度。
驻波比越低，表示天线与传输线之间的阻抗匹配越好，能够更高效地传输信号。
常见的要求为VSWR小于2，当天线阻抗与传输线阻抗没有匹配时，会引起反射损耗，影响天线性能。
3.辐射效率：FPC天线的辐射效率是指天线输入的电能转化为辐射能的比例。
辐射效率越高，表示天线能够更有效地辐射出信号。
常见的要求为辐射效率大于70%，在设计和制造过程中需要采取一些措施来提高天线的辐射效率。
4.方向图：FPC天线的方向图是指在不同方向上的辐射强度分布。
方向图通常以极坐标表示，可以直观地了解天线的辐射范围及辐射强度分布情况。
方向图的测试可以通过天线测试系统进行，以评估天线的辐射性能。
5.带宽：FPC天线的带宽是指天线在频率范围内能够正常工作的范围。
带宽越宽，表示天线能够覆盖更多的频段，能够适应更多的应用场景。
在设计过程中，可以通过优化天线的结构和参数，来增加天线的工作带宽。
6.抗干扰性：FPC天线需要具备一定的抗干扰能力，即在外界干扰的情况下，仍能稳定地进行工作。
常见的外界干扰包括其他无线设备的信号干扰、电磁干扰等。
在测试中，可以通过将天线暴露在干扰源附近，观察天线的接收和辐射性能，来评估天线的抗干扰性。
总结来说，FPC天线的测试指标包括频率特性、驻波比、辐射效率、方向图、带宽和抗干扰性等。
fpc天线原理
fpc天线原理FPC天线原理FPC天线是一种柔性电路板天线，广泛应用于手机、平板电脑、汽车导航、智能家居等领域。
它具有结构简单、安装方便、性能稳定等优点，成为无线通信领域中不可或缺的重要组成部分。
FPC天线的工作原理是基于电磁波的传播和辐射。
当高频信号通过天线导线时，会产生电磁波，通过空气传播到接收端。
FPC天线的导线长度和宽度会影响天线的工作频率和辐射效果。
一般来说，导线长度越长，天线的工作频率越低；导线宽度越大，天线的辐射效果越好。
FPC天线的导线一般采用铜箔或铝箔制成，通过特殊的工艺将其固定在柔性电路板上。
在导线两端会连接上磁性材料，起到增强信号传输和接收的作用。
FPC天线的导线形状可以是直线、弯曲或螺旋状，根据具体的应用需求进行设计。
FPC天线的设计需要考虑天线的工作频率、增益、辐射方向等因素。
工作频率是指天线能够接收和发射的信号频率范围，一般通过调整导线长度来实现。
增益是指天线在某个方向上辐射和接收信号的能力，一般通过调整导线形状和长度来实现。
辐射方向是指天线主要辐射和接收信号的方向，通过调整导线形状和布局来实现。
FPC天线的性能主要受到电磁波传播环境的影响。
在传播过程中，电磁波会受到障碍物、干扰源等因素的影响，导致信号衰减、干扰等问题。
为了提高天线的性能，可以采用天线阵列、天线分集等技术手段来增加天线的接收和发射能力。
FPC天线的制造工艺也非常重要。
在制造过程中，需要保证导线的连接牢固、电路板的柔韧性和耐用性。
同时，还需要进行严格的质量控制和测试，确保天线在各种环境下都能正常工作。
FPC天线是一种基于电磁波传播和辐射原理的柔性电路板天线。
它具有结构简单、安装方便、性能稳定等优点，广泛应用于无线通信领域。
在设计和制造过程中，需要考虑天线的工作频率、增益、辐射方向等因素，以及电磁波传播环境的影响。
通过合理的设计和制造，可以提高天线的性能，满足不同应用领域的需求。
一种柔性高精度抛物面天线及其制备方法[发明专利]
![一种柔性高精度抛物面天线及其制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/625500e1eff9aef8951e064c.png)
专利名称：一种柔性高精度抛物面天线及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：孙荣庆,张扬伟,谢晶,王建昌,雷琴,易凯,颜鸿斌申请号：CN201910702744.0
申请日：20190731
公开号：CN110474153A
公开日：
20191119
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种柔性高精度抛物面天线，从下到上依次为柔性密封薄膜层、柔性热熔胶膜层、柔性抛物面天线层、柔性热熔胶膜层、柔性密封薄膜层。
本发明进一步给出了柔性高精度抛物面天线的制备方法，1)加工制作殷钢模具；2)选择柔性密封薄膜层、柔性热熔胶膜层和柔性抛物面天线层材料待用；3)将模具放入烘箱预热；4)在预热好的模具表面上铺层；5)铺层结束后进行抽真空，同时进入烘箱，待模具升温到140℃后保温30分钟；6)继续抽真空冷却至室温后脱模，最后修剪边缘，制备成高精度抛物面天线。
本发明解决了传统柔性抛物面天线通过平面拟合曲面后反射面精度较差且较难控制的问题，一体成型，一次固化，成本低，可成型大尺寸柔性反射面产品。
申请人：航天材料及工艺研究所,中国运载火箭技术研究院
地址：100076 北京市丰台区南大红门路1号
国籍：CN
代理机构：中国航天科技专利中心
代理人：张辉
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清华大学科技成果——新型柔性高频天线
清华大学科技成果——新型柔性高频天线成果简介当前半导体信息技术的飞速发展促使电子产品向高集成度、微型化、智能化、低功耗等方向发展,最终的目标是将功能单元实现在单一芯片化。
无线通讯作为物联网技术的主要节点，其关键技术性能取决于天线设计。
目前无线通讯技术主要包括无线RF433/315M、蓝牙、Zigbee、Z-ware、LoRa、4G/5G等。
目前4G、5G移动通讯以及物联网技术的推广与发展，频带调制、信息互联和高速数据传输对天线的设计要求愈来愈高。
通讯天线的设计已经从低频向高频，从单一频段向双频、三频、四频等多频方向发展。
然而目前的天线设计主要基于半导体制备及可重构技术，如开关切换天线的谐振点，及电压调节改变天线的等效阻抗等，来实现天线的多频化。
碳纳米管和单层石墨烯的成功发现获得开始吸引研究者的兴趣。
碳纳米管和单层石墨烯简单的结构、优异的性能和极高的电子迁移率，被认为是后硅CMOS时代最有竞争力的电子材料之一。
由于碳纳米管和石墨烯高电子迁移率、优异的力学性能及天然柔性等优点，随着微电子学、材料学和半导体制造工艺技术与凝聚态物理学等多个学科的不断发展，通过新型结构和材料体系设计，柔性高频碳纳米管和石墨烯天线已成为可能，并进一步缩小系统占用空间，提高器件集成度和高性能的重要发展趋势。
课题组在国家自然科学基金等项目资助下，结合合作团队的研究优势，以碳纳米管和石墨烯的优化与制备为基础，优化器件结构与尺寸设计，结合HFSS电磁仿真模拟，研发出可应用于无线通讯的新型柔性高频天线。
课题组在过去几年中分别在高质量碳纳米管和石墨烯的高频应用、性能测试、高性能射频天线调控机理研究等方面积累的丰富材料和物理经验，对研究多频带可调谐石墨烯天线奠定了前期基础。
效益分析由于目前国内外尚无同类产品，随着柔性可穿戴产品的不断上市，柔性高频天线的需求也会越来越迫切，因此本成果具有较大的推广空间。
合作方式转让或者联合推广所属行业领域电子信息领域。
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杨韩 秀秀 凡哥 2014年10月10日
目录
1.柔性天线绪论
2.微带天线基础
3.天线制作工艺
4.柔性天线曲率分析
（1）共性天线应用于战斗机
（2）导电层为碳纳米管的柔性共形天线
（3）导电纤维缝纫形成的柔性天线
1.柔性天线绪论
共形天线优越性
如果用共形天线代替这些凸出飞机表面的天线，使天线 与机身共形，不仅可以减少空气气动阻力，增加飞机的操作 性能，因为减少了突出飞机表面的天线，还可以降低雷达散 射面积（RCS），实现飞机隐身。
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主要技术指标：
天线结构尺寸设计
3.柔性天线设计与仿真
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3.柔性天线曲率影响
2.微带天线基础理论
微带天线优越性
微带天线是最常用最基本的天线形式。它是由带导体接地板的 介质基片上贴加导体薄膜形成。微带天线由于剖面薄、体积小、重 量轻、并且可与载体共形、易于有源电路和印刷器件集成等优点引 起了人们极大的关注，得到了广泛的研究和发展，在卫星通信、导 弹遥测、生物医疗以及其它民用和军用领域等到了广泛的应用