电-磁振子组合型UWB天线设计与测量研究
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更新于2024-08-31
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"电子测量中的电-磁振子组合型UWB天线的设计与测量"
本文主要探讨了电-磁振子组合型UWB天线在电子测量中的设计和测量方法,这种天线因其在小型化、高效能方面的优势,成为了当前研究的焦点。超宽带(Ultra-Wideband, UWB)技术因其宽频率带、低功率密度以及优良的穿透能力,广泛应用于无线通信、定位、成像等多个领域。
设计中,文章提到了电振子和磁振子的组合,这是一种创新的设计策略,旨在通过这两种振子的互补效应来增强天线性能。电振子主要负责电场的传播,而磁振子则参与磁场的形成。当它们结合在一起时,可以有效地扩大天线的工作频率范围,并提高辐射效率,这对于小型化天线尤其重要,因为小型化往往会导致工作带宽减小和辐射效率降低。
作者采用了频域分析方法对天线进行研究,这是一种常见的天线特性分析手段,通过分析天线在不同频率下的响应来理解其性能。具体到本文中的50cm尺寸天线,经过模拟和实际测量,结果显示在电压驻波比(VSWR)小于3的情况下,天线的带宽超过了10倍频程,这意味着天线能够稳定工作在一个非常宽的频率范围内,且模拟计算结果与实验测量结果吻合良好,显示了设计的有效性。
在高功率微波应用中,小型化UWB天线面临的主要挑战是辐射效率低和馈电反射问题。辐射效率低会减少能量转化为电磁波的比例,从而影响传输距离和信号质量。馈电反射则可能导致信号损失和系统不稳定,因此需要良好的馈电网络设计和匹配技术来减少反射。
文章中虽然没有详细展开,但提及了对电-磁振子组合型天线的频域和时域测量,这通常包括S参数分析、远场辐射模式测量等,以全面了解天线的频率响应、增益、方向图等特性。此外,时域测量则有助于理解天线对瞬态脉冲的响应,这对UWB系统尤其关键,因为UWB信号通常由短脉冲构成。
尽管小型化UWB天线的研究仍处于发展阶段,尤其在高功率应用中,但电-磁振子组合型设计提供了一个有潜力的解决方案。通过理论分析、数值模拟和实验验证,这类天线有可能克服传统小型化天线的局限,为未来电子测量和通信系统带来更高效、更灵活的选择。
这篇论文深入研究了电-磁振子组合型UWB天线的设计原理和测量技术,为小型化UWB天线的优化提供了理论支持和实践经验,有助于推动超宽带通信技术的进步。
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