小型化对数周期天线研究
一种微带贴片对数周期天线的改进设计
Ｋ＝ ．０３２ ．ｒ １９ ｒ ７３ ＋ ２７１Ｔ— １３％２ ．８一 ．０
（） ４
当天线的电尺寸满足 。 。 ２ ：…＝ ／＝ ／＝ Ａ Ａ
对数周期偶极子天线由 Ｎ个平行的偶极对称振子构 成． 其结构尺寸依据下列关系设计『 ｌ１ １： 。
Ｌ 等＝ ％ ｄ
＝ ＝ ＝
ｒ ｎ
㈩ ２． Ｌ ＤＡ的参数计算 ３ Ｐ
通常采用频带的高端和低端截止常数来设计高、低端 对称振子的长度， 并由此确定所需的对称振子数。 频带低端 的最长振子长度 Ｌ 和端的最短振子长度 分别满足：
Ｌ＝ ｌ １ Ａ Ｈ Ｌ＝ Ｌ Ｎ （） ２ （） ３
也较小。
其中， 为振子编号， 和 ％为第 ｎ个对称振子的全 ｎ 长及半径， 为相邻振子的间距， 为顶点到第 ｎ ｄ ｒ ｎ 个振子的 距离。对数周期偶极子天线的整体结构取决于周期率 ｒ和 顶角 ２ 。 为设计方便， 引入间隔因子 ｏ 参数 丁 ｒ 。 、 和 之间
中 央直 属 高 校 科 研 基 金 资 助 项 目 （ ｏ ０ １ ０ ）华 北 科 技 学 院 Ｎ ． １Ｂ ４ ， ２
结合微带天线的优点和对数周期天线的馈线特点 ， 制 作了一种带夹角的微带贴片对数周期天线。 传统的对数周 期偶极子天线采用交叉馈电的方式， 当采用微带贴片工艺 时，同一块印刷电路板基材两侧的馈线由于距离非常近，
周期偶极天线扇形阵， 并利用 Ｉ３ ＥＤ软件对天线进行仿真
优化设计。 ‘
元， 设计了工作在 １０ ６０Ｍ ｚ ５ ０ Ｈ 的三角环对数周期天线，
其结构尺寸比对数周期偶极子天线减少一半 ， ， 另外 设计 中利用 ＣＴ软件进行建模、 Ｓ 仿真、 分析和优化。 参考文献［ ６ ］ 采用 Ｖ型、 螺旋 、 方型天线等谐振天线代替半波振子， 以 降低谐振高度。参考文献【 以加载电容偶极子为基本单 ７ ］
微带天线的小型化技术研究
小型化折合微带天线
开缝和开槽通过电流弯曲增加天线的等效长度 电流的弯曲会使交叉极化电平增加 一种能有效增加天线的有效长度而不增加交叉极化的方法就是采用折合贴片
小型化折合微带天线
贴片单元不再位于一个平面上 向上或者向下弯曲成一定的形状 不会出现纵向的电流 交叉极化电平降低到20dB以下 天线在水平面的投影面积降低了37%。
引言
01
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微波集成技术和空间技术迫切需求低剖面天线 微带天线得到日益广泛的关注和应用 体积小、重量轻、低剖面、能与载体共形 易于制造,成本低,易于集成 便于实现圆极化、双极化和双频段
小型化 多功能 高性能
通信系统的发展方向
集成度低 增益不高 人体特定吸收比(SAR)偏高
添加标题
采用三角形贴片单元，短路探针加载后面积小于常规天线的5％
添加标题
三角形贴片的0场位于 轴距底边 处，与矩形和圆形贴片相比，有很大的调整范围
短路探针的位置愈靠近贴片的周围
添加标题
天线的面积减小的越厉害
添加标题
馈电的位置愈靠近短路点
添加标题
带来制造工艺上的困难
添加标题
对输入阻抗的特性影响非常敏感
设计实例
微带天线的增益和带宽随介电常数增大而减小 天线（b）通过使用较厚的基片来弥补提高介电常数而导致的带宽的下降
两种介电常数的GPS微带天线，工作在同一频率1.575GHz
天线（a）的介电常数为 ，基片厚度
天线（b）的介电常数为 ，基片厚度
短路加载
矩形微带天线开路端电场结构
场分布侧视图
PART 1
微带天线的小型化技术
基于曲流技术的小型化宽带贴片天线的研究
摘要小型宽带贴片天线是近几十年发展起来的，作为无线通信中极其重要的一个环节，可以完成信号的发射与接收、信号处理、能量转换等功能，它的发展备受关注。
由于其具有体积小、频带宽、易制作等诸多优点，因此小型化的宽带贴片天线成为天线设计方面的一个研究热点。
本文通过研究小型宽带贴片天线技术，以及有效改变天线贴片表面电流路径的曲流技术，利用基于有限元法的全波电磁仿真软件，成功设计出多种结构小巧、频带较宽、性能稳定的宽带天线。
论文中设计的多种天线结构都经过大量的仿真和优化，并选择了部分进行加工和实测，验证了设计的合理性。
论文的主要研究内容如下：1、研究了微带线馈电情形下的曲流技术，讨论分析了引入的多种开槽结构、多级梯形结构、切角处理对天线的带宽、阻抗匹配、表面电流分布的重要影响。
结合多种曲流结构，设计了具有双陷波特性、三陷波特性及多陷波特性的小型超宽带天线，仿真结果表明设计的天线均有较好的频带抑制特性及良好的性能。
2、研究了共面波导馈电情形下的曲流技术，讨论分析了引入的伞形结构、多级梯形结构、调谐枝节及切角处理在降低天线尺寸、拓宽天线带宽、优化阻抗匹配等方面的作用。
结合多种曲流结构，设计了覆盖中低频段（3.55-6.75GHz）及中高频段（8.6-12.1GHz）的小型宽带天线，仿真结果表明设计的天线均有较大的带宽、良好的阻抗匹配及稳定的增益特性。
3、实验验证了基于曲流技术实现天线的小型化、宽带化及陷波特性的多种方法，讨论分析了这些方法对天线表面电流分布、回波损耗及电压驻波比的影响。
对设计的具有双陷波特性、三陷波特性及多陷波特性的超宽带天线进行了仿真研究与实物制作，在北京罗德与施瓦茨开放实验室的支持下对天线进行了实测，实测结果与仿真数据良好吻合，验证了天线设计的准确性。
关键词：小型宽带天线，曲流技术，开槽结构，调谐枝节，阻抗匹配ABSTRACTMiniaturized broadband patch antenna is developed in recent decades,as an important part of wireless communication,which can complete signal transmitting and receiving,signal processing,energy conversion and other functions,and its development has attracted much attention.Due to its advantages such as miniaturization,wide frequency band,easy fabrication,it has become a research hotspot in the fields of antenna research.In this paper,through the research of small broadband patch antenna with the current path meandering technology that can effectively change the surface current path of antenna patch,and the full wave electromagnetic simulation software based on finite element method,a variety of small broadband antennas with broadband, versatile application and stable performance have been successfully proposed.All the antennas designed have been simulated and optimized time by time,part of these were fabricated and measured,and measured results are in good agreement with the simulation.The main research contents are as follows:1.The antenna meandering technologies on the case of microstrip feed have been studied.The important influence of the introduction of various slot structures, multi-level trapezoidal structure and angle cut processing on the bandwidth, impedance matching and surface current distribution of antennas were discussed and bined with a variety of meandering structure,a double band-notched UWB antenna,a triple band-notched UWB antenna and a multiple band-notched UWB antenna were designed.The simulation results show that the antennas designed have good band suppression characteristics and good performance.2.The antenna meandering technologies on the case of cpw feed have been studied.The functions of the introduction of umbrella structure,multi-level trapezoidal structure,tuning stub and angle cut processing in reducing the antennas size,broaden the bandwidth of the antennas and optimized impedance matching were discussed and bined with a variety of meandering structure,a small broadband antenna across the middle and low frequency with the band of3.55-6.75GHz and a small broadband antenna across the middle and high frequencywith the band of8.6-12.1GHz were designed.The simulation results show that the antennas designed have a larger bandwidth,good impedance matching and stable gain characteristics.3.The experimental results verified the methods based on the meandering technologies that can achieve the miniaturization,broadband and notch characteristics of the antenna.The effects of these methods on the surface current distribution,the return loss and the voltage standing wave ratio of the antenna were discussed and analyzed.The double band-notched UWB antenna,triple band-notched UWB antenna and multiple band-notched UWB antennas were simulated and fabricated.With the support of the open laboratory of Rhodes and Schwartz in Beijing,the antennas designed were measured.The measured results were in good agreement with the simulation data,which verified the accuracy of these antennas design.KEY WORDS:Compact broadband antenna,Meandering technology,Slot constructor,Tuning stub,Impedance matching目录摘要 (I)ABSTRACT (III)第1章绪论 (1)1.1研究背景及其意义 (1)1.2宽带贴片天线及其国内外发展动态 (2)1.2.1宽带贴片天线介绍 (2)1.2.2宽带天线的国内外发展动态 (3)1.3宽带天线的应用 (5)1.4天线小型化宽带化关键技术 (8)1.4.1小型化关键技术 (8)1.4.2宽带化关键技术 (9)1.5论文研究内容 (11)第2章宽带天线理论基础 (13)2.1电基本振子及其辐射场 (13)2.2天线的性能指标 (16)2.3宽带天线的分类 (18)2.3.1普通宽带天线 (18)2.3.2超宽带天线 (19)2.3.3具有陷波特性的带陷超宽带天线 (20)2.4宽带天线的曲流技术 (21)2.5本章小结 (22)第3章基于曲流技术的微带线馈电式小型宽带天线研究 (23)3.1具有双陷波特性的超宽带天线设计 (23)3.1.1天线模型设计 (23)3.1.2仿真优化与分析 (26)3.1.3实测结果与讨论 (28)3.2具有三陷波特性的超宽带天线设计 (30)3.2.1天线模型设计 (30)3.2.2仿真优化与分析 (31)3.2.3实测结果与讨论 (35)3.3具有多陷波特性的超宽带天线设计 (36)3.3.1天线模型设计 (36)3.3.2仿真分析与优化 (37)3.3.3实测结果与讨论 (41)3.4本章小结 (42)第4章基于曲流技术的共面波导馈电式小型宽带天线研究 (43)4.1覆盖中低频段的宽带天线设计 (43)4.1.1覆盖中低频段的宽带天线模型设计 (43)4.1.2仿真分析与优化 (46)4.2覆盖中高频段的宽带天线设计 (49)4.2.1覆盖中高频段的宽带天线模型设计 (49)4.2.2仿真分析与优化 (50)4.3本章小结 (53)第5章曲流结构对天线特性影响的研究 (55)5.1开槽结构的影响 (55)5.1.1开槽结构对贴片面电流分布的影响 (55)5.1.2开槽结构对天线VSWR的影响 (57)5.2阶梯结构的影响 (57)5.2.1阶梯结构对贴片面电流分布的影响 (57)5.2.2阶梯结构对天线回波损耗的影响 (59)5.3调谐枝节的影响 (59)5.3.1调谐枝节对贴片面电流分布的影响 (60)5.3.2调谐枝节对天线VSWR的影响 (61)5.4本章小结 (61)第6章总结与展望 (63)6.1总结 (63)6.2展望 (64)参考文献 (65)发表论文和参加科研情况说明 (71)致谢 (73)第1章绪论1.1研究背景及其意义19世纪80年代，随着麦克斯韦关于电磁波存在的理论及预言被证实，开始出现了早期的发射天线，完成了通讯信号的发射。
一种基于5G Sub6G的小型化天线设计
5G Sub6G基于5G Sub6G 的小型化天线设计随着5G 技术的不断发展，对于小型化天线的需求越来越高。
小型化天线可以降低设备的重量和尺寸，提高设备的可携带性，因此其在移动通信、物联网等领域具有广泛的应用前景。
本文就基于5G Sub6G 进行小型化天线的设计及优化。
1. 5G Sub6G 天线设计原理5G Sub6G 天线主要是指中低频段的天线，频率范围为2GHz~6GHz。
相比于毫米波天线，Sub6G 天线设计更为复杂，主要是由于其波长较大，天线尺寸更大。
因此，如何将Sub6G 天线小型化，是目前研究和工业界关注的焦点。
Sub6G 天线通常采用小环形或短天线的结构，由于其频率较低，其天线长度相对较大，因此，需要采用一些设计方法来降低其尺寸。
以下是一些常用的小型化设计方法：1.1 天线优化对于Sub6G 天线，提高其天线效率是一种常用的优化方法。
天线效率可以通过优化天线结构和天线辐射阻抗来实现。
例如，在优化Sub6G 天线结构时，通过调整天线的增益、增益-频率响应、反向电磁辐射、反射损失等方式，可以有效地提高天线的性能。
1.2 多项式截断技术多项式截断技术是一种应用较多的小型化天线技术。
当Sub6G 天线长度太长时，使用多项式截断技术就可以把天线长度缩短，从而小型化天线。
该技术可以通过调节多项式的阶数和截断频率来实现。
1.3 单极化而非双极化Sub6G 天线既可以采用单极化，也可以采用双极化。
相比于双极化天线，单极化天线更容易控制。
因此，在小型化天线设计中，采用单极化而非双极化天线结构，可以有效地降低天线的尺寸。
2. 小型化天线的设计和优化为了验证以上设计方法的效果，本文采用天线优化和多项式截断技术进行Sub6G 天线的小型化设计和优化。
具体设计思路如下：2.1 天线结构设计首先，根据天线增益、带宽和质量因数对Sub6G 天线的设计进行分析。
从天线优化角度考虑，本文将采用小环形天线的结构。
Ansoft HFSS在设计对数周期天线时的仿真方法
ANSYS 2011中国用户大会优秀论文Ansoft HFSS在设计对数周期天线时的仿真方法孙凤林黄克猛中国西南电子技术研究所，成都，610036[ 摘要 ] 本文通过ANSOFT HFSS设计了一个对数周期天线，在仿真分析时，发现随着求解频率的不同，天线的求解结果差别较大，求解误差较大。
通过在HFSS中尝试不同的求解设置方法，最终通过将天线模型剖分网格最大长度限定在1/50λ的方法，使的求解结果在不同频率求解时的一致性较好，提高了仿真的准确性。
为设计者在仿真类似问题时，提供了一种提高求解准确性的方法。
[ 关键词]HFSS；网格设置；对数周期天线The Simulation Method on designing of a Log-PeriodicDipole Antenna on Ansoft HFSSSun Feng-lin，Huang Ke-mengSouthwest China Institute of Electronic Technology, Chengdu, 610036, China[ Abstract ] A method of simulating Log-Periodic Dipole Antenna on Ansoft HFSS is introduced in this paper. When simulating the Log-periodic antenna model, it was found that the simulationresults are difference with different Solution Frequency on HFSS, The solution error is high.The accuracy of the solution depends on the size of each of the individual elements, togenerate a precise simulation result, applying mesh operations ,assigning Maximum lengthof Elements mesh to 1/50λ, the results shows that the difference is reduced obviously, thesimulation accuracy is improved.[ Keyword ] HFSS; mesh operations; log-periodic dipole antenna1前言对数周期偶极子天线（log-periodic dipole antenna），由于其工作频带宽、增益高、前后比好、结构简单、成本低等众多优点，在短波、超短波、微波等波段的通信、侧向、侦察、电子对抗等方面得到了广泛的应用。
短波天线小型化研究
摘 要短波无线电系统具有探测距离远、抗毁性强、无需中继等优点，因此其在电磁环境监测、海态遥感、广播通信、雷达探测等领域得到了广泛的应用。
但目前，作为短波系统中重要的电磁能量转换部件的天线，多数都存在尺寸过大、不易于安装、运输和隐蔽的缺点，而尺寸较小的天线通常增益、效率较低，难以满足日益提高的通信、军事、商业应用领域的需求。
我国目前在该方面的研究多数停留在理论阶段，研究结果不够完善，因此开展短波天线的小型化研究非常有必要。
本文主要对电小天线的性能指标和分析方法进行了深入的讨论。
研究并仿真分析了天线的多种小型化技术，提出了短波天线的小型化方案，应用了这种方案的天线具有尺寸小、结构简单、效率高等优点。
本文从天线的基本原理出发，对短波天线的小型化方法进行了系统研究。
首先分析了国内外在短波天线小型化领域的研究现状，指出了各研究机构的研究现状与不足，确定了本文的研究方向与内容。
在对电小天线的性能指标进行详细分析的基础上，明确了本文研究的小型化短波天线最重要的几项性能指标分别是效率、增益、工作频带和方向性，同时研究了常见的电小天线和分析电小天线的常用方法。
采用CST 公司的商业软件Microwave Studio ，仿真研究了顶部加载、介质加载等天线的小型化方法的小型化效果，并讨论了各方法的适用范围、优缺点等。
在分析了单、偶极子天线各项性能优缺点的基础上，设计了一款工作在3~15MHz 的小型化的短波天线。
该天线是以偶极子天线为基本结构，具有顶端-集总元件的复合加载结构。
提出了三种提高天线工作效率的方法，分别是伞形延长法、介质加载法、螺旋结构替代法。
在综合分析了各方法的优劣以及适用场合的基础上，确定用馈源阻抗为75Ω的螺旋结构替代金属棒的设计结构为天线的最终方案。
天线尺寸为222m m m ⨯⨯范围内，天线结构为多螺旋组合结构，最大尺寸仅仅是其工作频带低频波长的1/50，是高频工作波长的1/10。
天线在3~15MHz 全频段范围内效率、增益均高于20dB -。
天线的高空安装技术说明
天线的高空安装技术说明在现代通信领域，天线起着至关重要的作用，它们不仅可以扩大信号范围，而且还能帮助信号传输更加稳定和快速。
因此，在不同的应用场景中，都需要将天线进行高空安装。
本文便介绍一下天线的高空安装技术。
一、高空安装的天线种类在使用天线进行高空安装时，我们需要了解到不同种类的天线有着不同的特点与优势。
现在广泛使用的天线主要有以下几种：1. 小型化天线小型化天线因其轻便的特性而得到广泛应用。
它在体积、尺寸和重量上比传统的天线更加小巧。
小型化天线通常用于收发信号较为稳定的通信场景中，如城市和乡村区域等。
2. 工业级天线工业级天线具有更高的强度和更好的阻力，可以在更恶劣的天气条件下运行。
因此，工业级天线通常用于公共场所、机场、企业和工厂等需要24/7运行的场景。
3. 对数周期天线对数周期天线具有更宽波束和更长的覆盖范围，适用于较大的无线网络和广域覆盖区域。
4. 双极化天线双极化天线可以在不同的极化方向上同时传输和接收信号，具有更高的带宽和更好的信号穿透性。
在覆盖范围较广的无线网络中使用更广泛。
二、高空安装前的准备工作在进行天线的高空安装之前，应做好以下准备工作：1. 确定唯一位置在安装前，应确定一个唯一位置，该位置应位于较高的建筑或塔上，必须能够承受天线的重量和有力的风力作用。
2. 选择安装工具在安装过程中，需要使用安全线、安全带、保护手套和其他保护装备等，以确保技术人员的安全。
3. 准备物料在安装过程中，还需要准备他们需要的物料，如螺栓、电线、天线等。
三、天线高空安装的步骤以下是天线的高空安装步骤：1. 安装定位支架首先需要安装一种叫做定位支架的东西。
我们需要先利用测量仪器确认天线的正确角度和位置，并钻孔进行固定。
2. 安装天线在通过定位支架确定好角度和位置后，我们就可以安装天线了。
在安装过程中，需要根据孔洞位置对天线进行定位并安装到定位支架上。
3. 连接电线当天线已经安装到架子上时，我们需要将电线连接到天线上。
一种分段的超短波对数周期天线设计与实验
现代电子技术Modern Electronics Technique2024年2月1日第47卷第3期Feb. 2024Vol. 47 No. 30 引 言超短波是指频率为30~300 MHz 的电磁波，其广泛地应用于广播、移动通信、雷达和战术通信中[1⁃4]。
超短波的主要传播方式为视距传播，这种传播方式要求天线具有较高方向性和增益。
对数周期天线是一种经典的非频变天线，具有结构简单、工作频带宽、增益高以及定向性好等特点[5⁃6]，广泛地应用于各种通信领域。
传统的对数周期天线设计方法已经很成熟[7⁃9]，基本是根据增益与τ（比例因子）和σ（间距因子）的关系曲线找出最佳的τ和σ，再根据工作带宽通过公式计算出各个振子的长度与间距。
这样设计出的对数周期天线虽然能够在工作频带内获得可观的电性能，但是天线的集合线长度往往过长，不利于天线的实际使用[10]。
在设计时需要通过优化τ和σ使天线的集合线长度满足实际的需要[11]。
国内外学者在短波、超短波以及微波波段对对数周一种分段的超短波对数周期天线设计与实验唐金彪1， 李相强1， 崔玉国2， 乔小斌1（1.西南交通大学 物理科学与技术学院， 四川 成都 610031；2.中国电波传播研究所 电波环境特性及模化技术重点实验室， 山东 青岛 266107）摘 要： 超短波的传播方式主要为视距传播，这种传播方式需要天线具有强方向性且有较高的增益。
而对数周期天线是一种超宽带、中等增益的天线，非常适用于超短波通信。
然而在超短波频段下，常规对数周期天线的长度较长，小型化程度不高。
为了实现超短波对数周期天线的小型化，提出一种分段的超短波对数周期天线的设计方案。
根据应用需求，在满足天线增益的情况下，采用分段设计缩减天线长度，同时调整集合线之间的夹角，以实现天线的阻抗匹配。
经过仿真设计，天线在30~70 MHz 频段内典型增益大于8 dBi ，天线的长度缩减至7 m 。
采用基于无人机飞行平台的外场测试系统对天线进行实验测试，测试结果表明，天线在工作频率范围内驻波比小于1.5，测试与仿真的辐射特性基本一致。
利用加载技术设计对数周期天线及其结果分析
ｌ ａ ｅ ｔ ａ ａ ｉ ｎ ｅ ｉ ｈ ｏ Ｔｈ ｎ ｕ ｎ ｅ ｔ ｈ ｅｆ ｒ ａ ｃ ｆｔ ｅ ａ ｔ ｎ ａ ｉ ｎ ｌ ｓ ｄ ａ ｒ ｓ ｏ ｄ ｄ ｗｉｈ ｃ ｐ ｃｔ ｃ ｎ ｔ ｅ ｔｐ． ｅ ｉｆ ｅ ｃ ｏ ｔ ｅ ｐ ｒｏｍ ｎ ｅ ｏ ｈ ｎ ｅ ｎ ｓａ ａｙ ｅ ｃ ｏ ｓ ａ ｌ
ｂ ｈ ｏ Ｔ． ｅ ｒｓ ｌ ｓ ｗｓ ｔ ｔｂ ｔ ｈ ａｎ ａ ｄ ＶＳ Ｒ ａ ｅ ｇ ｏ ｒ ｐ ｒｉｓ ｃ ｍ ｐ ｒ ｄ ｔ ｈｅ ｙ ｔ ｅ ｓ ｆ ＣＳ Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｈｏ ｈａ ｏｈ ｔ ｅ ｇ ｉ ｎ Ｗ ｔ ｈ ｖ ｏ ｄ ｐ ｏ ｅ ｔｅ ． ｏ ａ ｅ ｏ ｔ
第 １ 第 ４期 １卷
２１ ０ ０年 ８月
信 息 工 程 大 学 学 报
Ｊ ｕ ｎａ ｆＩ ｆｒ ｔ ｎ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｏ ｒ ｌｏ ｎｏ ｍａ ｉ ｇｎ ｅ ｉ ｇ Ｕｎｉｅ ｓｔ ｏ ｖ ｒｉ ｙ
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小型化宽带化微带天线
小型化宽带化微带天线首先，我们来了解小型化宽带化微带天线的定义。
微带天线是一种由导体和介质基板组成的二维天线，具有体积小、重量轻、易于制作等优点。
而小型化宽带化微带天线则是指天线的尺寸和带宽都得到了一定程度的缩小和拓宽。
通过采用先进的材料和技术，微带天线可以实现更高的性能和更低的成本，成为无线通信领域的理想选择。
接下来，我们将详细阐述小型化宽带化微带天线的特点。
首先，它具有高度集成性，可以方便地与其他通信组件集成在一起，组成尺寸更小的通信系统。
其次，它具有较宽的带宽，可以实现高速数据传输。
此外，它还具有多频段工作的能力，可以在多个频段内实现通信。
最后，它还具有可定制性，可以根据不同的应用场景定制不同的天线结构，满足各种不同的需求。
然而，小型化宽带化微带天线也存在一些缺点。
首先，由于其尺寸的限制，其方向性和增益可能不如传统天线。
其次，由于其结构较为复杂，设计和制作需要较高的精度和成本。
此外，由于其工作频率较高，传输距离可能受到一定的限制。
尽管存在这些缺点，小型化宽带化微带天线的优点仍然使其具有广泛的应用前景。
例如，在无线通信系统中，它可以用于基站、卫星通信、无人机通信等领域。
此外，在物联网、智能家居、车载通信等新兴领域，它也有着广泛的应用前景。
综上所述，小型化宽带化微带天线具有许多优点和缺点，其应用场景也十分广泛。
随着技术的不断进步和发展，我们相信未来小型化宽带化微带天线将会在更多领域得到应用，并且在无线通信领域发挥越来越重要的作用。
在此，我们也提出一些建议和看法。
首先，需要进一步加强小型化宽带化微带天线的研究力度，提高其性能和降低其成本。
其次，需要研究更加有效的天线设计和制作方法，以满足不同场景的需求。
此外，也需要更加注重天线与其他通信组件的兼容性和互操作性，以实现整个通信系统的优化。
总之，小型化宽带化微带天线是一项具有挑战性和前景的研究领域。
通过不断的探索和研究，我们有信心克服其存在的缺点，充分发挥其优点，推动无线通信技术的持续发展。
小型宽带短波对数周期天线的设计
武汉大学学报 ( 理学版) J . Wuhan U niv. ( Nat . Sci. Ed. )
Vol. 52 No . 1 Feb. 2006 ,124～128
文章编号 :167128836 ( 2006) 0120124205
小型宽带短波对数周期天线的设计
R p+1 L p+1 d p+1 a p+1 ( 2) ( 3) ( 4)
由于振子阵网络和集合线网络并联 , 因此有 ( 8) U A = UL 和 IA + IL = I 式中 I 为 L PDA 的激励电流向量 , 因已知 , 则 IL = YL ZA IA = I - IA , 即
IA = [ YL ZA + U ]
刘熠志 , 高火涛 , 张小林
( 武汉大学 电子信息学院 , 湖北 武汉 430072 )
摘 要 : 利用对数周期天线 (L PDA ) 设计的基本理论和电磁场数值方法 ,详细分析了 L PDA 各参数与电性能 之间的关系 . 针对传统方法设计 L PDA 纵向长度大和频带超过 10 个倍频程后次激励区明显破坏其宽带性能的问 题 ,采用增大 L PDA 张角的方法来缩短纵向长度 ,提出了两种抑制次激励区的方法 ,同时寻找最佳的结构参数优化
尺寸很大 ,往往限制了它的实际应用 . 另外当 L PDA 的带宽超过 10 个倍频程后 ,次激励区会明显破坏天 线的宽带性能 . 本文通过大量的数值计算和分析 ,详 细研究了 L PDA 的结构参数 、 带宽与天线性能之间 的关系 ,发现了下面几条规律 , 为小型宽带 L PDA 的设计提供了一种新的方法 . 1 ) 每个τ对应几个局部最优的半张角α,τ大于 某个值时它所对应的局部最优半张角的个数将增 加 ; 不同τ的相应局部最优半张角α 随τ 值的增大 ( b) 分别是τ 而减小 . 这一现象如图 2 所示 . 图 2 ( a ) 、 = 0 . 875 和 0 . 91 , 频率 f = 20 M Hz 时 ,L PDA 的增
对数周期天线 HyperLOG7040
对数周期天线 HyperLOG7040介绍对数周期天线（Logarithmic Periodic Antenna）是一种宽带落地式碟形天线，广泛用于电磁测量、电子测试、无线通信等领域。
而HyperLOG7040是其中一种常用的对数周期天线，能够覆盖频率范围20MHz至1GHz，并且在小型载体、大动态范围、双极性模式等方面具有优越的性能。
特点宽带性HyperLOG7040采用了对数周期结构，能够覆盖频率范围20MHz至1GHz，而且在整个频率范围内保持一定的增益和较低的VSWR。
小型化设计HyperLOG7040整体尺寸相对较小，方便携带和操作。
其尺寸为229 x 229 x18毫米（L x W x H），重量仅为450克。
同时，HyperLOG7040还具有强大的抗振性能，能够在恶劣的环境中稳定运行。
双极性模式HyperLOG7040还具有双极性模式，能够实现快速切换天线的极性，以适应不同的测量环境和应用场景。
双极性模式可以通过连接两个同类HyperLOG7040天线并进行校准后实现。
高灵敏度HyperLOG7040具有高灵敏度，能够测量非常弱的信号。
其灵敏度可达到-50dBm。
高动态范围HyperLOG7040具有高动态范围，能够测量信号的高峰值并抑制干扰。
其动态范围可达到+40dBm。
优势相对于其他类型天线，HyperLOG7040的主要优势在于其宽带性和小型化设计。
HyperLOG7040是一种非常适合在不同频段进行测量的天线，而且方便携带，适合实地测试。
与传统测量仪器相比，HyperLOG7040可以大大提高测试效率和准确度，特别是需要在不同频段进行测量的场合。
应用HyperLOG7040常用于电磁测量、无线通信和电子测试等领域。
具体应用包括：•电磁兼容性测试•无线电信号测量和分析•无线电环境监测•电磁干扰和鉴定HyperLOG7040在这些领域中的应用，能够提高测试的精确度和效率，帮助用户更好地了解电磁环境和信号特征。
小型化分形天线的设计与分析
（3）易于制作：分形结构的制作相对简单，可以通过普通的加工工艺实现。 这使得分形天线具有较低的成本和较高的生产效率。
2、缺点
（1）复杂性：分形天线的设计相对复杂，需要运用专业的知识和工具进行设 计和优化。同时，分形天线的制作也需要较为精细的工艺和材料，这都增加了 其复杂性。
（2）稳定性：虽然分形天线具有较高的性能，但其稳定性略逊于传统天线。 在某些特殊环境下，分形天线步骤
1、选择合适的分形结构
小型化分形天线的设计首要任务是选择合适的分形结构。根据不同的应用场景 和性能需求，需要选择不同的分形结构。常见的分形结构包括：树状分形、迭 代分形、阵列分形等。这些分形结构具有较好的小型化和高性能化的特点，能 够满足不同的需求。
2、优化设计
在选择合适的分形结构后，需要对天线进行优化设计。优化设计的主要目标是 提高天线的性能，同时减小天线的尺寸。优化设计需要考虑的因素包括：天线 的辐射效率、频带宽度、方向性、增益等。通过对这些因素的综合考虑，调整 分形结构的参数和形状，以获得最佳的天线性能和尺寸。
3、制作和测试
在优化设计完成后，需要进行天线的制作和测试。制作过程需要选择合适的材 料和工艺，以保证天线的机械强度和电气性能。测试环节主要是对天线的电气 性能进行检测，包括频谱特性、方向性、增益等。通过测试环节，可以验证设 计的正确性和天线的性能是否满足要求。
分形天线是一种基于分形几何学原理的天线，它具有复杂的几何结构，可以提 供更好的信号接收和发射能力。分形天线的结构可以复制，呈现出自相似的特 性，这种特性使得分形天线在频谱效率和辐射性能方面具有很好的表现。
分形天线的设计方法
设计分形天线需要考虑到天线的几何结构、尺寸、形状、材料等因素。其中， 选择合适的分形天线模型是最重要的步骤。常见的分形天线模型包括：树形、 螺旋形、蝴蝶形等。这些模型都具有独特的几何结构和优异的性能，可以根据 实际需求进行选择。
对数周期偶极天线
LPDA综述与设计摘要：本文主要对对数周期天线的国内外发展现状进行了简单总结，主要是从分析方法上进行了阐述。
在这基础上设计了一个工作于470MHz~890MHz频带、增益为不小于9dB的对数周期振子天线（LPDA）。
1.对数周期振子天线(CPLD)国内外研究现状综述对数周期天线是非频变天线的一种类型，是由V.H.Rusmey[1]在1957年提出的。
它根据“相似”的概念构成，即当天线按照某一特定的比例因子τ变换后，仍然为其原来的结构。
天线的特性随频率的对数作周期变化，只要在一周期内天线性能指标变化很小，就有可能达到非频变天线的基本要求。
而且，不同于等角螺线天线是一种结构连续的自相似结构，对数周期天线是一种离散的自相似结构。
目前，对数周期天线已成功地应用于10:1或15:1的频程范围。
对数周期天线(LPA,Log-Periodic Antenna)由图1所示的蝴蝶结天线演变而成，蝴蝶结天线是由无限长双圆锥天线发展而成的，在垂直于天线平面方向上具有双向辐射的性能，辐射线极化波。
但由于径向电流在天线末端突然中止，因此它具有有限的带宽。
图1蝴蝶结天线图2平面齿对数周期天线对蝴蝶结天线进行改进，按照自补偿原理和周期性结构的特点，就构成了如图2的平面齿对数周期天线，它具有宽频带特性。
图中，除了齿以外它相似于蝴蝶结天线，齿的分布是按照等角螺旋线设计的。
对数周期天线的结构形式很多，臂可以由金属片或线制成，齿可以是三角形或梯形等。
为获得单方向性，可以将两臂以一定角度对折成V形。
从结构观点来看，希望齿形天线的齿做成直的。
图3及图4是两种常见的形式，图3是将图2的弯齿拉直，称为对数周期梯形天线；而图4是将图3的板面改成导线（通常是为了减轻重量）。
它们都是双向辐射的，即在垂直于板面的前后两方有最大辐射。
图3 对数周期梯形天线图4导线对数周期天线60年代对数周期天线有了新的发展，提出了对数周期振子天线(LOG-PERIODIC DIPOLE ARRAYS)，简称LPDA（如图5所示），这是一种结构简单、性能优良的极宽频带天线。
基于分形的小型化对数周期天线的研究
基于分形的小型化对数周期天线的研究本文首先对传统偶极子对数周期天线（Logarithmic period antenna，LPDA）进行参数上的调整，设计了一款工作在0.7～7GHz的微带对数周期天线。
该天线增益范围在5～7.5dBi，平均增益在7dBi左右，具有良好的端射方向性。
然后，在原始微带对数周期的基础上，运用分形以及分形与开槽、顶端加载相结合的方法设计了三款小型化的对数周期天线。
结果表明，在保持了原天线的性能指标下，小型化后的天线与原始天线相比，在结构尺寸上均有了显著的减小，实现了对数周期天线小型化的设计目标。
标签：对数周期天线;分形;小型化随着无线通信的发展，天线的小型化一直是天线的主要研究方向。
直至目前，天线的小型化方法可以分为基于材料和拓扑结构的方法两大类[1]。
其中，基于材料的小型化的方法主要是指采用高介电常数的介质材料、左手材料等对于天线的辐射特性进行调控，以实现小型化设计[2];基于拓扑结构的天线小型化方法主要是指采用分形、电容或电感加载、单元弯折等方式来达到小型化的目的。
例如在2017年，李红梅等[3]通过天线与振荡电路的共形设计，实现了一种用于射频爆磁压缩发生器的小型化天线。
对数周期天线作为一种非频变天线，被广泛应在通信、雷达、电子对抗等领域，此外在无线电监测领域常作为手持式无线电监测设备的外接天线[4-6]。
然而，由于对数周期天线的最长辐射振子的长度与最低工作频率的半波长相比拟，所以在一些空间受限的场合或隐蔽式无线电监测系统中，微带对数周期天线的应用就受到了限制，因此对数周期天线的小型化工作具有很重要的意义。
其小型化方法主要有分形、单元弯折、顶端加载等方法，其中分形结构由于具有空间填充以及自相似形性两个的特点，能有效的减缩LPDA的物理尺寸[7]。
2013年，Heng-Tung Hsu等人[8]提出了一种工作于0.84～0.96GHz的小型化对数周期天线，该论文中通过对振子臂采用一阶三角分形的方法，最终天线的横向尺寸减小了13%;2017年，Lei Chang等人[9]提出了一种小尺寸的对数周期天线，该款天线在采用正弦形的振子臂的基础上，通过在天线上下两面分别加载两块梯形介质板实现了天线的小型化;同年，Naresh K. Darimireddy[10]等人提出了一种基于三角形与六角形分形的小型化宽带天线;同年，Anim Kyei等人[11]提出了一种高增益的紧凑型平面对数周期天线，为了使LPDA天线的整体尺寸达到最小化，使用了顶部加载技术，即将传统对数周期天线中直的振子部分替换成由直的、T型、帽子型等三种不同的元件组合而成的振子，然后通过进一步优化间距因子，最终使横向尺寸和纵向尺寸分别减少了27%和20%左右，而且该天线设计中还使用到了馈线曲折和电阻短截线作为阻抗匹配技術来有效地增强所提出的LPDA天线的宽带特性;2018年，Shin G等人[12]设计了一款小型化对数周期天线，他用折叠螺旋振子替换了原天线第一、第三长的振子，用矩形弯折的振子替换了原天线第二长的振子，最终使天线的横向尺寸减小了39%。
一种旋转对数周期天线设计
工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald41DOI：10.16660/ki.1674-098X.2019.26.041一种旋转对数周期天线设计何如龙(海军工程大学 湖北武汉 430033)摘 要：对数周期天线是能够用一副天线工作于整个短波波段并保持优良性能的宽带天线形式，主要用于中远距离通信，本文提出了一种短波旋转对数周期天线的设计方法，针对其关键设计点提出了独特见解。
之后经过样机试架试验，测试了所设计天线的关键电气指标，与理论结果进行比较，并结合天线结构设计实际进行调整修正。
调整后天线性能优异。
本文指出了此类天线的设计关键，对该种紧凑型带桁架天线工程具有参考意义。
关键词：旋转 对数周期天线 短波 桁架中图分类号：TN821 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2019)09(b)-0041-02对数周期天线是能够用一副天线工作于整个短波波段并保持优良性能的宽带天线形式，主要用于中远距离通信[1]。
由于它结构简单，频带宽，增益高，得到广泛应用[2]。
传统的对数周期天线安装好后只能对一个方向进行通信，旋转对数周期天线是在天线幕的下面安装转动伺服系统，工作时可以根据需要调整天线转到最佳通信方向。
由于旋转的特殊需求，旋转对数周期天线在电气设计中有其独特特点。
1 引言考虑结构及抗风要求，旋转对数周期天线结构尺寸必须严格控制，否则对于整个天线体的转动支撑结构带来很大的负荷，甚至不能实现。
而如果天线尺寸过小，那么天线的增益和阻抗将很难达到设计要求。
因此合理的选择天线参数将变得至关重要。
为了大幅度缩小对数周期天线的纵向长度，必须合理地分配τ与σ参数。
当τ与σ分配不合适时，天线的非频变性会遭到破坏，即使在振子全尺寸情况下都不能满足要求。
高性能的小型化对数周期天线设计思路是：首先设计出合适的 与 参数，将天线的纵向尺寸缩小至实际需要的空间，此时振子在全尺寸情况工作，必须满足电性能要求；其次，进行天线的横向尺寸缩小，将振子尺寸缩小至实际需要的空间内，一般可采用V型振子、门形振子、S形振子等缩短横向尺寸。
基于周期性结构的天线技术研究
基于周期性结构的天线技术研究基于周期性结构的天线技术研究天线技术是通信领域的重要组成部分，其在无线通信、雷达技术、卫星通信等领域的应用广泛。
而基于周期性结构的天线技术，是近年来备受研究者关注的热点领域。
本文将从周期性结构的概念、基于周期性结构的天线设计及应用等方面进行探讨。
1. 周期性结构的概念周期性结构是指特定的结构在空间上以一定的周期性重复出现。
在天线技术中，周期性结构的应用是基于波的干涉和反射原理，通过调整周期性结构的尺寸、形状和布局等参数，来实现对电磁波的控制和调制。
2. 基于周期性结构的天线设计基于周期性结构的天线设计一般包括设计、仿真和优化三个步骤。
首先，设计者需要确定天线的工作频段和性能指标，然后选择适合的周期性结构类型，常见的周期性结构包括周期性负载、周期性表面、周期性栅格等。
接下来，通过仿真软件对天线模型进行仿真分析，得到天线的辐射特性、增益、方向性等参数。
最后，通过优化算法对天线进行参数调整，以达到最优的设计效果。
3. 周期性结构对天线性能的影响周期性结构的引入可以显著改变天线的辐射特性和频率响应。
首先，周期性结构可以引起电磁波在天线中的多次反射和干涉，从而影响天线的方向性和频率选择性。
其次，周期性结构的特殊形状和尺寸可以调制电磁波的相位和幅度分布，从而改变天线的电性能、频域响应和波束形状。
此外，周期性结构还可以通过表面等效介质的引入，改变天线的波束宽度和辐射方向。
因此，基于周期性结构的天线具有更为灵活和可控的性能特点。
4. 基于周期性结构的天线应用基于周期性结构的天线技术在许多领域具有广泛应用。
在无线通信领域，周期性结构可以用于天线阵列、天线共形、多频段天线设计等。
例如，在5G通信系统中，周期性结构可以用于设计多频段天线，实现多频段通信需求。
在雷达领域，周期性结构天线常用于相控阵和阵列天线设计，以实现对目标精确跟踪和定位。
在航天领域，周期性结构天线被用于卫星通信中，提高通信效率和数据传输速率。