电子测量中的电-磁振子组合型UWB天线的设计与测量
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资源说明:摘 要 :本文结合电-磁振子组合型UWB天线的设计,采用频域分析的方法对该天线的物理特性进行了研究,得出:天线中的电振子和磁振子在波的传输和辐射过程中的互补作用,扩展了小尺寸天线的工作频带、提高了天线的辐射效率。本文还给出了一付尺寸为50cm天线的模拟和测量结果,电压驻波比小于3时,天线带宽大于10倍频程,模拟计算与测量结果基本吻合。 关键词 :小型化 UWB(超宽带)天线 频域分析法 电-磁振子 由于工程实际的需要,高效率的小型化超宽带高功率微波天线成为研究的热点。对于高功率的小型化天线而言,其技术难点主要体现在两个方面:一是天线辐射效率低。二是天线馈电反射大、绝缘难。 有关超宽带辐 在电子测量领域,电-磁振子组合型UWB(超宽带)天线的设计与测量是一项重要的技术。这种天线的创新之处在于结合了电振子和磁振子的特性,以克服小型化天线在高功率应用中常见的问题,如辐射效率低和馈电反射大。超宽带天线因其宽广的频率覆盖范围,在无线通信、雷达系统和无损检测等众多领域有着广泛的应用。 电-磁振子组合型UWB天线的设计旨在扩展工作频带并提高辐射效率。通过频域分析方法,研究发现电振子和磁振子在波的传输和辐射过程中产生互补效应,这种效应能够有效改善小尺寸天线的性能。电振子主要负责高频辐射,而磁振子则在低频段发挥重要作用。两者之间的协同作用使得天线在不同频率范围内都能保持良好的辐射性能,减少了馈电反射,提升了天线的带宽和效率。 在实际设计中,天线尺寸为50cm的实例展示了这一概念的有效性。经过模拟和测量,天线的电压驻波比小于3,这意味着天线与馈线间的匹配良好,反射较小。天线的带宽超过了10倍频程,这远超过传统天线的带宽,显示了电-磁振子组合型天线的优势。模拟计算和实测结果的一致性证明了设计的准确性和可靠性。 小型化是高功率微波天线的关键挑战,尤其是对于超宽带应用。传统的天线设计往往难以兼顾高效辐射和小型化,而电-磁振子的结合提供了解决这一问题的新思路。通过精细调控电振子和磁振子的尺寸、形状以及它们之间的相对位置,可以优化天线的辐射模式,实现更宽的频谱覆盖。 数值模拟软件在天线设计中扮演了关键角色,它可以预测天线在不同频率下的性能,并指导物理原型的制作。通过反复迭代和优化,可以实现天线性能的最优化。在实际工程中,这种设计方法有助于开发出满足特定需求的小型化超宽带天线,比如用于高功率微波系统的设备。 电-磁振子组合型UWB天线的设计与测量是电子测量领域的一个重要进展,它解决了小型化天线的效率和带宽问题,为未来超宽带通信和雷达技术的发展提供了新的可能。通过理论分析、数值模拟和实验验证,这一领域的研究将进一步推动天线技术的创新。
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