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基本信息
- 項目名稱：
- 新型天線的研究—2.4GHZ高頻波導(dǎo)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(shè)備天線增益效果差、傳輸距離短、成本較高的不足，采用波導(dǎo)縫隙天線原理設(shè)計用于2.4GHz的無線網(wǎng)絡(luò)通信的非對稱波導(dǎo)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(shè)計的基礎(chǔ)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(fù)試驗和優(yōu)化，制作出較為成熟的產(chǎn)品，為適應(yīng)不同場合使用要求，設(shè)計了六種造型。
- 詳細(xì)介紹：
- 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在近年得到蓬勃發(fā)展，而目前無線設(shè)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(shè)備天線增益效果差、傳輸距離短、成本較高的不足，采用波導(dǎo)縫隙天線原理設(shè)計用于2.4GHz的無線網(wǎng)絡(luò)通信的非對稱波導(dǎo)縫隙天線，為適應(yīng)不同場合使用要求，設(shè)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(shè)計的基礎(chǔ)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(fù)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(shè)試驗網(wǎng)絡(luò)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(qiáng)，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(shè)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(biāo)
- 1.設(shè)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(dǎo)天線陣得到啟發(fā)，了解波導(dǎo)天線傳輸機(jī)理后，在理論設(shè)計的基礎(chǔ)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(fù)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(dǎo)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(dǎo)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(shè)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(biāo)： 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(yuǎn)程點對點傳輸。（1）依據(jù)不同應(yīng)用需求我們設(shè)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(dǎo)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(dǎo)天線接收信號強(qiáng)度的比較可以看出，兩端均使用波導(dǎo)縫隙天線時信號強(qiáng)度比使用路由器原配天線時高出40%以上，波導(dǎo)縫隙天線的增益效果十分明顯。
科學(xué)性、先進(jìn)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(dǎo)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(shè)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(shè)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(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 本產(chǎn)品適用于2.4GHZ頻段的無線網(wǎng)絡(luò)。目前國內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)使用量僅占網(wǎng)絡(luò)服務(wù)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(shè)無線信號覆蓋。用戶更加能接受這種簡單快捷的網(wǎng)絡(luò)接入方式，例如國內(nèi)移動，聯(lián)通等大型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)運(yùn)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(luò)產(chǎn)品存在依賴進(jìn)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(dǎo)天線性能高，安裝、維護(hù)簡單方便，成本低，不僅大大提高了無線網(wǎng)絡(luò)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(dǎo)天線運(yùn)用更先進(jìn)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在產(chǎn)品應(yīng)用上具有更突出的優(yōu)勢，即 （1）更經(jīng)濟(jì)----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(luò)無限 （3）更先進(jìn)----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(dǎo)平板縫隙天線設(shè)計中存在的很多問題一直是微波天線領(lǐng)域中研究的熱點。國外早在20世紀(jì)40年代就開始了波導(dǎo)縫隙天線的研究。Waston首 先開展了對波導(dǎo)裂縫的研究和設(shè)計波導(dǎo)縫隙天線的嘗試工作。在70年代，計算機(jī)技術(shù)得到了極大的發(fā)展，得益于計算機(jī)卓越的計算速度和極大的存儲容量，很多復(fù)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(dǎo)縫隙天線研究和設(shè)計工作得到蓬勃發(fā)展。R.S.Elliott為代表的學(xué)者對波導(dǎo)陣列天線的機(jī)理做了更深入的研究。 國內(nèi)對波導(dǎo)縫隙天線的研究起步較晚，主要從70年代開始開展研究設(shè)計工作，大批科研人員在理論分析計算，設(shè)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(jìn)步。其主要對輻射裂縫單元，交叉波導(dǎo)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(lǐng)域應(yīng)用不是很廣泛。
