基本信息
- 項目名稱：
- 新型天線的研究—2.4GHZ高頻波導天線的研究
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 針對現(xiàn)有無線局域網(wǎng)設備天線增益效果差、傳輸距離短、成本較高的不足，采用波導縫隙天線原理設計用于2.4GHz的無線網(wǎng)絡通信的非對稱波導縫隙天線，以滿足民用級和企業(yè)級用戶的不同需求。在理論設計的基礎上，采用常見鋁合金材料，使用數(shù)控銑床出加工試驗品，反復試驗和優(yōu)化，制作出較為成熟的產(chǎn)品，為適應不同場合使用要求，設計了六種造型。
- 詳細介紹：
- 無線網(wǎng)絡技術(shù)在近年得到蓬勃發(fā)展，而目前無線設備的天線限制了無線通信系統(tǒng)的性能。針對現(xiàn)有無線局域網(wǎng)設備天線增益效果差、傳輸距離短、成本較高的不足，采用波導縫隙天線原理設計用于2.4GHz的無線網(wǎng)絡通信的非對稱波導縫隙天線，為適應不同場合使用要求，設計了六種造型，以滿足民用級和企業(yè)級用戶的不同需求。在理論設計的基礎上，采用常見鋁合金材料，使用數(shù)控銑床出加工試驗品，反復試驗和優(yōu)化，制作出較為成熟的產(chǎn)品。通過在校園內(nèi)架設試驗網(wǎng)絡測試表明：天線增益效果明顯，信號傳輸距離和范圍與現(xiàn)有產(chǎn)品比較有很大提升，穩(wěn)定性好，抵抗惡劣環(huán)境能力較強，能夠滿足正常使用要求，材料成本低廉，便于生產(chǎn)加工。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 1.設計發(fā)明的目的和基本思路： 針對現(xiàn)有的民用級天線信號覆蓋范圍小，傳輸距離短以及企業(yè)級天線成本較高的問題，由軍用級波導天線陣得到啟發(fā)，了解波導天線傳輸機理后，在理論設計的基礎上，采用常見鋁合金材料，使用數(shù)控銑床出加工試驗品，反復試驗和優(yōu)化，制作出較為成熟的產(chǎn)品——高增益的非對稱縫隙波導天線。 2.創(chuàng)新點： （1）天線主體采用市場上常見的鋁合金方管外渡亞克力材料，抗老化，防腐蝕。 （2）在天線寬壁沿中心線兩側(cè)非對稱的開縱向縫隙，這種諧振式縫隙陣與有相同長度的波導上開有橫向縫隙的諧振式縫隙陣相比，可以增多縫隙的數(shù)目以提高天線的輻射性能。 （3）天線下端設有振子，這樣饋電系統(tǒng)即和輻射單元密切地結(jié)合成了一體，結(jié)構(gòu)簡單。在天線的位置經(jīng)過多次實驗可保證天線駐波比盡量最小。 3.技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標： 該天線可以明顯增大無線信號覆蓋范圍以及傳輸距離，特別適于大范圍的信號覆蓋以及遠程點對點傳輸。（1）依據(jù)不同應用需求我們設計了6款尺寸不一的的天線：單面八槽，雙面八槽，單面16槽雙面16槽單面24槽雙面16槽。其中槽數(shù)較少增益較低的天線適用于小區(qū)域內(nèi)多方向信號覆蓋的場合；槽數(shù)較多增益較高的天線適用于長距離單方向信號覆蓋的場合。上述6款波導天線的增益均高于普通民用級移動通信天線。 (2)使用路由器原配天線與使用新型波導天線接收信號強度的比較可以看出，兩端均使用波導縫隙天線時信號強度比使用路由器原配天線時高出40%以上，波導縫隙天線的增益效果十分明顯。
科學性、先進性
- （1）天線主體采用市場上常見的鋁合金方管外渡亞克力材料，在防老，抗腐蝕方面相對于同類產(chǎn)品具有較大優(yōu)勢。 （2）在天線寬壁沿中心線兩側(cè)非對稱的開縱向縫隙，這種諧振式縫隙陣與有相同長度的波導上開有橫向縫隙的諧振式縫隙陣相比，可以增多縫隙的數(shù)目以提高天線的輻射性能?？p隙的尺寸以及縫隙的形狀--兩端采用圓形保證了天線將電信號轉(zhuǎn)化為地磁波信號的效率盡可能高。 （3）天線下端設有振子，這樣饋電系統(tǒng)即和輻射單元密切地結(jié)合成了一體，結(jié)構(gòu)簡單。振子采用喇叭形，選取銅作材料，在天線的位置經(jīng)過多次實驗可保證天線駐波比盡量最小。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2009年獲山東省首屆專利設計大賽金獎 已申請專利
作品所處階段
- 中試
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 普通轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實物 模型
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 本產(chǎn)品適用于2.4GHZ頻段的無線網(wǎng)絡。目前國內(nèi)無線網(wǎng)絡使用量僅占網(wǎng)絡服務很小的一部分，國內(nèi)無線市場處于起步階段。借鑒國外經(jīng)驗，國內(nèi)在未來幾年后將會大規(guī)模鋪設無線信號覆蓋。用戶更加能接受這種簡單快捷的網(wǎng)絡接入方式，例如國內(nèi)移動，聯(lián)通等大型網(wǎng)絡服務運營商已在國內(nèi)掀起了一場無線上網(wǎng)的熱潮。天線起到了很重要的作用。決定了覆蓋面積，信號質(zhì)量等多方面要素。所以要滿足國內(nèi)這么大面積的無線信號覆蓋，對天線產(chǎn)品的需求將是非常龐大的。 現(xiàn)有無線網(wǎng)絡產(chǎn)品存在依賴進口、信號傳輸速率低、傳輸距離短、信號弱、抗干擾能力差等缺點。波導天線性能高，安裝、維護簡單方便，成本低，不僅大大提高了無線網(wǎng)絡系統(tǒng)的使用效果，同時也大幅度降低了購買成本。 綜上所述，相對有線寬帶接入產(chǎn)品和其他無線接入產(chǎn)品，本新型波導天線運用更先進的技術(shù)標準，在產(chǎn)品應用上具有更突出的優(yōu)勢，即 （1）更經(jīng)濟----對比具有相同增益的天線性價比更高 （2）更方便----隨時隨地，網(wǎng)絡無限 （3）更先進----技術(shù)平臺高，發(fā)展前景廣闊
同類課題研究水平概述
- 低副瓣波導平板縫隙天線設計中存在的很多問題一直是微波天線領域中研究的熱點。國外早在20世紀40年代就開始了波導縫隙天線的研究。Waston首 先開展了對波導裂縫的研究和設計波導縫隙天線的嘗試工作。在70年代，計算機技術(shù)得到了極大的發(fā)展，得益于計算機卓越的計算速度和極大的存儲容量，很多復雜的電磁場問題能夠計算出精確的結(jié)果，這也使得平板波導縫隙天線研究和設計工作得到蓬勃發(fā)展。R.S.Elliott為代表的學者對波導陣列天線的機理做了更深入的研究。 國內(nèi)對波導縫隙天線的研究起步較晚，主要從70年代開始開展研究設計工作，大批科研人員在理論分析計算，設計方法，實驗研究，加工工藝等各方面開展了大量研究，取得了巨大的進步。其主要對輻射裂縫單元，交叉波導耦合裂縫單元以及耦合裂縫與輻射裂縫的相互影響的研究較多。 然而，其在移動通信領域應用不是很廣泛。
