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1、近代天线技术进展近二十年来随着理论,硬件技术,软件技术的发展以及无线技术的市场的需求,在以移动通信,无线宽带接入技术,电子对抗为代表的应用领域内天线技术正发生着巨大的变化.设计思想的突破;设计方法的多选择性;各种新技术的应用;以智能天线为代表的自适应技术等。设计思想的突破新型结构天线主要有:分形天线;重构天线;缠绕天线,平面线天线;以微带天线为代表的小天线技术;分布天线:天线元间距大于一个波长的天线阵列极宽频带天线;共形天线;性能的多样性天线(Diverseantenna):多工作频道天线,多极化圆极化天线,多输入,输出天线(MIMO);
2、智能技术的应用:计算机技术的大量广泛应用,从设计到天线的自适应控制的应用。设计方法的多样性研究与设计方法的变化:新软件:IE3D;HFSS等新的数字方法。FDTD,有限元法,积分方程法。任一种单一的电磁计算方法都有其局限性,因此混合算法成了人们研究的热点。在天线模型上已突破传统的等效电路方法,使用如人工神经网络(ANN)等方法在天线的优化设计方面也使用了GeneticAlgorithm.(GA)以遗传算法为代表的进化算法。这种优化方法的使用不仅对寻优算法是一个突破而且对新型天线的创新是一方法上的更新。如缠绕天线,分形天线;平面分布天线等。
3、常用商业电磁仿真软件(1)常用商业电磁仿真软件(2)主要电磁仿真数字方法对比新技术的使用1PBG技术的使用。(谐波抑制,带宽优化,频道选择)2光纤及其他光技术(光纤RF信号传输;光注入锁定技术及光纤RF延迟线等)3.MEMS技术4天线自适应控制5.分形天线和分布天线技术6自适应天线技术:智能天线SmartAntenna7.共形天线技术(飞行器共形,人体共形等)天线的人工神经网络技术ANN:ANN结构设计——人工神经网络的学习,训练——人工神经网络的验证及修改和应用。所得的人工神经网络模型是复杂的天线电磁模型在人工神经网络高度非线性数学模型
4、的一个映射。它为后续的天线CAD计算提供了高效的设计仿真优化捷径。ANN与微带矩形天线设计IEEE,AP,1998p.1890NeuralNetwork-BasedCADModelfortheDesignofSquare-PatchAntennasANNFORAntennasCDMA中的波到达方向的ANN估计EfficientimplementationofDOAestimationforDS-CDMAsystemswithsmartantennasLiYang;HuMing;IEEE,Ap.1995,V.43,n.12,p1369对于一
5、八元天线阵列,平均角度误差下降一半ANN波束形成器,在相阵天线中发现波束方向的应用光子带隙(PBG)技术在天线设计中的应用光子带隙Photonicbandgap(PBG)用一种人工的周期性结构引入光学材料中,可以得到许多用常规方法难以实现的光学特性由此可以研制成许多光无源器件:波导,滤波器等。将此技术移植到RF工程中,在微波电路,天线设计中可实现许多功能。PBG技术的基本原理PBG技术构成一种周期结构,增加了边界条件的复杂性,有了更多的选择,可构造出原有设计原则下不可能或很难实现的目标,也给仿真和设计及优化带来了新挑战和课题.PBGfor
6、Antenns最早用于微波和毫米波领域的报道见于1996年:S.D.Chengetal.:Optimizeddipoleantennaonphotonicbandgapsubstrate.Appl.Phys.Lett.V67.N.231995p.3399-3401另一本专箸由R.D.Meade等出版:HandbookofPhotonicBandGapMaterials,Belmont,MAJAM,1993PBG在天线技术中的应用:谐波控制A.天线技术中的应用:谐波控制IEEE,MGWL,1999,JANPBG技术用于波束形状控制;Acti
7、veMetallicPhotonicBand-GapMaterials(MPBG):ExperimentalResultsonBeamShaper,AP2000,Jan,pp.117-119Fig.2(b).Therefore,whenthecomponentsareOFF,therowofactivewiresisequivalenttoarowofdiscontinuousones,thefieldpropagatesalongthisrowandawidebeamisradiated.WhenthecomponentsareON,t
8、hestructureislikeacompletelycontinuousone,thebeamisturnedoff.Activewirescanbeinsertedinthefouror