基本信息
- 项目名称：
- 新型天线的研究—2.4GHZ高频波导天线的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 针对现有无线局域网设备天线增益效果差、传输距离短、成本较高的不足，采用波导缝隙天线原理设计用于2.4GHz的无线网络通信的非对称波导缝隙天线，以满足民用级和企业级用户的不同需求。在理论设计的基础上，采用常见铝合金材料，使用数控铣床出加工试验品，反复试验和优化，制作出较为成熟的产品，为适应不同场合使用要求，设计了六种造型。
- 详细介绍：
- 无线网络技术在近年得到蓬勃发展，而目前无线设备的天线限制了无线通信系统的性能。针对现有无线局域网设备天线增益效果差、传输距离短、成本较高的不足，采用波导缝隙天线原理设计用于2.4GHz的无线网络通信的非对称波导缝隙天线，为适应不同场合使用要求，设计了六种造型，以满足民用级和企业级用户的不同需求。在理论设计的基础上，采用常见铝合金材料，使用数控铣床出加工试验品，反复试验和优化，制作出较为成熟的产品。通过在校园内架设试验网络测试表明：天线增益效果明显，信号传输距离和范围与现有产品比较有很大提升，稳定性好，抵抗恶劣环境能力较强，能够满足正常使用要求，材料成本低廉，便于生产加工。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 1.设计发明的目的和基本思路： 针对现有的民用级天线信号覆盖范围小，传输距离短以及企业级天线成本较高的问题，由军用级波导天线阵得到启发，了解波导天线传输机理后，在理论设计的基础上，采用常见铝合金材料，使用数控铣床出加工试验品，反复试验和优化，制作出较为成熟的产品——高增益的非对称缝隙波导天线。 2.创新点： （1）天线主体采用市场上常见的铝合金方管外渡亚克力材料，抗老化，防腐蚀。 （2）在天线宽壁沿中心线两侧非对称的开纵向缝隙，这种谐振式缝隙阵与有相同长度的波导上开有横向缝隙的谐振式缝隙阵相比，可以增多缝隙的数目以提高天线的辐射性能。 （3）天线下端设有振子，这样馈电系统即和辐射单元密切地结合成了一体，结构简单。在天线的位置经过多次实验可保证天线驻波比尽量最小。 3.技术关键和主要技术指标： 该天线可以明显增大无线信号覆盖范围以及传输距离，特别适于大范围的信号覆盖以及远程点对点传输。（1）依据不同应用需求我们设计了6款尺寸不一的的天线：单面八槽，双面八槽，单面16槽双面16槽单面24槽双面16槽。其中槽数较少增益较低的天线适用于小区域内多方向信号覆盖的场合；槽数较多增益较高的天线适用于长距离单方向信号覆盖的场合。上述6款波导天线的增益均高于普通民用级移动通信天线。 (2)使用路由器原配天线与使用新型波导天线接收信号强度的比较可以看出，两端均使用波导缝隙天线时信号强度比使用路由器原配天线时高出40%以上，波导缝隙天线的增益效果十分明显。
科学性、先进性
- （1）天线主体采用市场上常见的铝合金方管外渡亚克力材料，在防老，抗腐蚀方面相对于同类产品具有较大优势。 （2）在天线宽壁沿中心线两侧非对称的开纵向缝隙，这种谐振式缝隙阵与有相同长度的波导上开有横向缝隙的谐振式缝隙阵相比，可以增多缝隙的数目以提高天线的辐射性能。缝隙的尺寸以及缝隙的形状--两端采用圆形保证了天线将电信号转化为地磁波信号的效率尽可能高。 （3）天线下端设有振子，这样馈电系统即和辐射单元密切地结合成了一体，结构简单。振子采用喇叭形，选取铜作材料，在天线的位置经过多次实验可保证天线驻波比尽量最小。
获奖情况及鉴定结果
- 2009年获山东省首届专利设计大赛金奖 已申请专利
作品所处阶段
- 中试
技术转让方式
- 普通转让
作品可展示的形式
- 实物 模型
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本产品适用于2.4GHZ频段的无线网络。目前国内无线网络使用量仅占网络服务很小的一部分，国内无线市场处于起步阶段。借鉴国外经验，国内在未来几年后将会大规模铺设无线信号覆盖。用户更加能接受这种简单快捷的网络接入方式，例如国内移动，联通等大型网络服务运营商已在国内掀起了一场无线上网的热潮。天线起到了很重要的作用。决定了覆盖面积，信号质量等多方面要素。所以要满足国内这么大面积的无线信号覆盖，对天线产品的需求将是非常庞大的。 现有无线网络产品存在依赖进口、信号传输速率低、传输距离短、信号弱、抗干扰能力差等缺点。波导天线性能高，安装、维护简单方便，成本低，不仅大大提高了无线网络系统的使用效果，同时也大幅度降低了购买成本。 综上所述，相对有线宽带接入产品和其他无线接入产品，本新型波导天线运用更先进的技术标准，在产品应用上具有更突出的优势，即 （1）更经济----对比具有相同增益的天线性价比更高 （2）更方便----随时随地，网络无限 （3）更先进----技术平台高，发展前景广阔
同类课题研究水平概述
- 低副瓣波导平板缝隙天线设计中存在的很多问题一直是微波天线领域中研究的热点。国外早在20世纪40年代就开始了波导缝隙天线的研究。Waston首 先开展了对波导裂缝的研究和设计波导缝隙天线的尝试工作。在70年代，计算机技术得到了极大的发展，得益于计算机卓越的计算速度和极大的存储容量，很多复杂的电磁场问题能够计算出精确的结果，这也使得平板波导缝隙天线研究和设计工作得到蓬勃发展。R.S.Elliott为代表的学者对波导阵列天线的机理做了更深入的研究。 国内对波导缝隙天线的研究起步较晚，主要从70年代开始开展研究设计工作，大批科研人员在理论分析计算，设计方法，实验研究，加工工艺等各方面开展了大量研究，取得了巨大的进步。其主要对辐射裂缝单元，交叉波导耦合裂缝单元以及耦合裂缝与辐射裂缝的相互影响的研究较多。 然而，其在移动通信领域应用不是很广泛。
