矩形微带天线的设计与分析

矩形微带天线的设计与分析

一、矩形微带天线的设计及分析(论文文献综述)

张智欢[1](2021)在《加载超表面的高增益宽带微带天线的研究》文中研究说明微带天线具有剖面低、易加工以及易集成等许多优势,在近年来被广泛使用,但该类天线具有窄带和低增益的缺点。常用于提高微带天线带宽和增益的方法要么使天线尺寸庞大,要么增加了设计的复杂性,要么增加了从分析到制造的难度。通过国内外学者的研究发现,超表面结构可以很好的控制电磁波,将其应用于微带天线可以在保持天线低剖面优势的同时改善天线的缺点。本文主要围绕将超表面加载到微带天线上,使微带天线获得更好的性能展开研究,具体的工作如下:(1)通过加载超表面的方式设计了两款高增益微带天线。将传统的矩形辐射贴片替换成超表面结构,提高了单频点微带天线的增益,最终设计的微带天线增益达到了9.06dBi。对矩形贴片微带天线的尺寸参数进行扫频分析,在介质板底面的馈电电路加载双耦合孔径,使微带天线工作在7.95GHz和10.2GHz两个频点上,通过参数优化的方式使天线的两个工作频段都具有高增益。最终设计的双频段高增益天线在两个工作频点的增益分别为10dBi和8.9dBi,为多频段定向通信系统提供了天线设计的思路。(2)设计了一款加载单层超表面的宽带微带天线,超表面印刷在介质板顶面,介质板的底面为共面波导馈电电路,天线通过阶梯型的耦合孔径馈电。最终设计天线的相对阻抗带宽约为58.6%(7.2-12.5 GHz),覆盖整个X波段,峰值增益达到8dBi,平均辐射效率为 92.1%。(3)在单层超表面微带天线的基础上又设计了一款加载了双层超表面的宽带微带天线,其中一层超表面印刷在底面为阶梯型孔径的介质板顶面。另一层超表面直接印刷在介质板上,放置在天线的上方。为了增加超表面与介质板底面的阶梯型孔径之间的耦合,设计了非均匀的双层超表面结构,上层的超表面矩形贴片单元的尺寸设计略大于下层超表面的贴片单元。双层的超表面结构与阶梯型的耦合孔径共同作用,使天线获得了95.6%(4.8-13.6GHz)的宽阻抗带宽,增益峰值为9.1dBi。仿真结果与测试结果吻合良好。本文通过加载超表面的方式对微带天线的特性进行了研究与设计,为军事领域中的侦查和探测以及超宽带短距离室内定位中的天线设计提供了思路。

方娟娟[2](2021)在《X波段微带平面阵列天线技术研究》文中研究说明微带平面阵列天线以成本低、体积小、重量轻等优势,在无线卫星通信、导弹制导和船舶导航等应用场景获得了广泛的使用。X波段也是军用火控雷达、广播卫星通讯、船舶导航和气象雷达的常用频段。以船舶导航为例,随着捕鱼及航海的不断发展,我国对小型渔船的需求量逐年递增,天线也呈现出小型化和低成本的发展趋势。因此本文主要针对X波段微带平面阵列天线进行了研究与设计,论文主要研究内容包含以下几个部分:(1)基于天线极化理论和阵列综合理论,设计并加工了基片分别为Rogers 4350b和FR4的微带型2×n阵列天线,并对比分析了这两种介质材料基片对天线性能的影响。在相同的设计方法下,两种阵列天线实验测试方向性结果为水平波束宽度均小于5°,旁瓣电平和交叉极化电平均为-20 d B以下。装载金属反射面后,两种天线垂直波束宽度均为25°左右,各项参数均满足船用导航雷达天线的设计指标。(2)为减小天线体积,进而以基片为FR4的2×n阵列天线为基础,设计并加工了基片为FR4的4×n平面微带阵列天线。天线实测有效带宽为150 MHz,水平和垂直面旁瓣电平分别为-28 d B和-15.5 d B,交叉极化电平为-20 d B,波束宽度分别为4.9°和23.8°,基本满足了天线设计指标。(3)简要介绍了天线加工流程以及天线测试方法,详细分析并说明了天线实测结果误差出现的原因。

陈什和[3](2021)在《小型化和圆极化超宽带天线的设计与研究》文中研究说明随着超宽带无线通信技术的迅速发展,超宽带通信系统要求天线具备宽频带、小型化以及圆极化等特性。具有超宽带特性的天线可以满足超宽带通信系统的高传输速率需求;小型化天线有利于通信系统的内部集成;圆极化天线具备抗电磁及云雨天气、以及多径效应干扰等优势,可满足通信系统的稳定性需求。因此,本文针对天线的拓频技术、小型化技术以及圆极化技术开展了相关研究工作,主要内容如下:(1)针对通信系统对天线小型化及超宽带特性的需求,本文设计了一种覆盖5G与WLAN波段的小型化超宽带微带天线。基于矩形微带贴片天线,在其接地板处加载圆形缺陷地结构实现天线的超宽带特性。基于该超宽带天线,通过对天线辐射贴片加载十字缝隙结构实现其小型化,同时于介质基片边缘引入矩形寄生贴片,用于改善天线的阻抗匹配。结果表明,该天线相对带宽达64.2%(3.28-6.38 GHz),在同一波段内,天线的辐射方向稳定。最后对该天线进行了实验测试,实测与仿真结果具有很好的一致性。(2)针对通信系统对天线圆极化及超宽带特性的需求,设计了一种工作于S波段的圆极化超宽带天线。通过在天线辐射贴片表面加载圆形缝隙使天线尺寸紧凑,同时在贴片对角处加载一对微扰枝节激励起正交的工作模式,使天线辐射圆极化波。基于该天线,在馈电结构处进行枝节加载,用于改善天线的阻抗匹配。结果表明,该天线相对带宽达 52.8%(2.42-4.12 GHz),3 dB 轴比带宽为 25.9%(2.88-3.74 GHz),且在工作频段内,天线的辐射方向稳定。此外,对该天线进行了实测,实测与仿真结果吻合度较好。

顾哲豪[4](2021)在《无线感传梁式电流传感器研究》文中研究指明随着时代的发展和科技的进步,各行各业对电力的需求逐年增多,对于电力系统及相关应用设备的稳定性、可靠性、安全性等都提出了新的要求。而在诸多的电学参量(如电流、电压、电感、电容等)中,电流是保障电力系统及相关应用设备稳定可靠运行以及输电安全的最为重要的参数之一。倘若能在用电设备的关键部位中预埋无线传感节点,那么就可以提前预警,准确定位,避免因非计划断电而造成的经济损失,从而保障了输电网络、用电设备的安全可靠和高效运行,因此对于电流的传感量测技术的研究具有重要意义,近年来也成为了国内外科研院校的研究热点。本文面向无线传感网络中的电流检测领域,针对于目前的悬臂梁式直流电流传感器无法实现信号的无线传输及直流电流的持续监测的弱点,设计了一种无线感传梁式电流传感器。其功耗低、成本低、构造简单、体积小、可对直流电流进行实时监测并实现信号的无线传输。本文的具体研究内容如下:首先从建立载流直导线周围感应磁场分布模型和对永磁铁在双芯载流直导线激发的磁场下进行受力分析,得到了永磁铁所受磁力FY与双芯载流直导线中电流I的关系;到建立起悬臂梁弯曲—微带天线应变模型,获得了微带天线所受应变εA与永磁铁所受磁力FY之间的关系,同时也获得了微带天线所受应变εA与悬臂梁自由端挠度v之间的关系;再到建立起矩形微带天线应变—归一化谐振频率偏移量模型,分别探究天线受到沿长度方向和沿宽度方向的应变时,矩形微带天谐振频率偏移量△1)f/fεL与所受应变εA之间的关系;通过等式转换,最后建立起了矩形微带天谐振频率偏移量△1)f/fεL与双芯载流直导线中电流I之间的关系。其次按照微带天线参数、悬臂梁参数以及永磁铁和双芯导线参数这三个方面分别建模,定性地分析电流传感器的主要参数对理论模型灵敏度的影响。设计了电流传感器中的微带天线和悬臂梁,在有限元仿真软件HFSS中对微带天线进行了结构优化,基于上述定性分析初步确定了电流传感器的尺寸、性能参数。接着,建立电流传感器的COMSOL多物理场耦合仿真模型,初窥模型发现电流I与归一化谐振频率偏移量△1)f/fεL成很好的二次关系,经过探究,发现是由于永磁铁中心和环形电流线圈中心的距离b是动态的而导致的二次关系,对此提出了反馈模型进行了修正。在此基础上,分别对永磁铁中心距环形电流线圈中心的距离b、环形电流线圈的尺寸参数、永磁铁的尺寸参数和悬臂梁的尺寸参数对灵敏度的影响做了探究,定量地分析了各个参数对于灵敏度的影响程度。与此同时,为了量化分析影响程度,建立了参数影响评估模型,定量地分析了各个参数对灵敏度的影响程度Var参数,结果表明悬臂梁的厚度hc对灵敏度的影响程度最大,悬臂梁的长度lc和宽度wc对灵敏度的影响程度最低。基于上述定量分析,确定了结构优化的电流传感器,与优化前的相比,其电流灵敏度提高了213%。此外,针对于无线感传梁式电流传感器的灵敏度为二次函数的情况,建立了转换模型,将其变形为线性直线,方便后续比较。最后对所设计的无线感传梁式电流传感器进行了实验测试,设计了实验方案和实验步骤,利用数据采集仪采集悬臂梁固定端的应变和微带天线上的应变大小。在对实验测试结果进行预处理后,得到了应变-电流的关系,测试结果验证了仿真模型中二次关系的正确性和建立反馈修正模型的必要性,同时测得了应变传递效率为61.4%。本文设计了一种无线感传梁式电流传感器,实现了对电流的连续监测和对信号的无线传输,扩展了梁式传感器的应用领域,提高了将梁式电流传感器应用于无线传感网络中的可能性。

曹胜利[5](2021)在《面向5G的方向图可重构微带天线研究》文中研究表明进入5G时代,无线通信技术得到了很大的改进,越来越多的5G用户群体使得通信面临的环境日益复杂,系统对天线性能的要求越来越高。大容量、多功能、超宽带是目前无线通信发展的重要方向,为了提高系统容量,科研人员提出了使用多输入多输出(Multiple-input-multiple-output,MIMO)技术,以提高频谱利用率,但是随着使用天线数目的增加,通信系统的整体成本和重量也随之增加,而且在电磁兼容方面也会出现问题,可重构天线在这种背景下应运而生。在通信系统中,天线是接收和发射电磁波的器件,起着关键性的作用。可重构天线较普通天线相比具有多个天线的功能,然而实现可重构天线需要激励多个模式,并设计非常适合的馈电网络,使其模式可以自由的切换,这是可重构天线的重点和难点。本文针对这一难点,在圆形微带天线上加载短路针和开缝,利用PIN二极管设计馈电网络实现了方向图可重构微带天线的设计,并利用模式之间的叠加实现方位面方向图可重构天线设计。本文设计的天线和创新点主要有以下三个方面:(1)设计了一种基于特征模理论的双向波束可重构微带天线。在微带天线的基础上,圆形贴片加载7个短路针,通过控制四个PIN二极管能够实现两个正交的双向波束和四个波束之间的切换。特征模分析提供了天线工作的物理机制,并为单独激发每个模式提供适当的馈电方式。两个正交方向的双向垂直极化波束在3.4GHz最大增益为6.8和7.3dBi。当所有的二极管处于开启状态时,它们合成的是四波束模式。对双向波束可重构微带天线进行了加工,并在暗室测试,验证了天线设计的有效性。(2)设计了一种基于特征模理论的方位面方向图可重构微带天线。在圆形微带天线的基础上,贴片垂直方向上开一个矩形槽,水平方向在贴片下面加载一排短路针,借助特征模分析,对不同电流模式进行整合能够实现模式可重构。通过控制不同的馈电端口,四个可控的波束能够覆盖整个方位平面。对天线进行了加工测试,测量的前后比在2.08GHz接近10dB,并且在方位平面上3dB波束宽度可以从82°(181°)切换到190°(91°)。(3)提出了一种基于特征模理论的波束可切换微带天线。在圆形微带天线的基础上,贴片上开四个矩形槽,水平方向加载5个短路针,借助特征模分析,能够给每种模式的激励提供帮助,设计的馈电网络能够通过控制PIN二极管的通断在三个模式之间进行自由的切换。经过仿真在3.25GHz附近出现两个正交的双向波束模式,还有一个边射波束模式,三个模式的增益分别为3.3、4.5、5.3dBi。

马春雨[6](2021)在《多频平面端射贴片天线的研究与设计》文中研究说明通信系统从有线通信发展为无线通信,微波器件取代了一部分硬件电路,天线作为微波器件中重要元件之一,承担着电磁信号互相转换的作用。因此,对天线工作频段的数目、带宽、增益及辐射特性等的研究具有重要的意义。在电视广播的卫星信号接收、室内无线局域网(WLAN)和全球微波互联网(WiMAX)等领域中,对天线的要求具有小型化、多频带、圆极化、宽带宽、高增益等的特点。本文将以Ku/K波段卫星信号收发、WLAN、WiMAX中的天线为研究对象,通过加载寄生枝节、缺陷地、反射板、CPW馈电等技术设计了四款毫米波天线和一款太赫兹天线。毫米波天线分别是一款应用于WiMAX的双频微带天线,一款覆盖了WiMAX/WLAN/5G的宽带高增益天线,一款应用于Ku/K波段卫星信号收发的双频圆极化天线以及一款应用于WLAN的双频圆极化天线,太赫兹天线即为一款工作于太赫兹频率的多频天线。论文的研究内容主要有:(1)对于全球微波互联网的应用,设计了一款-10 dB阻抗带宽为600 MHz(3.3-3.9 GHz)和1500 MHz(4.55-6.05 GHz)的双频微带天线。双频段内最高增益分别达到了4.08 dBi和3.94 dBi。由于毫米波频段资源拥挤,互相干扰影响逐年增强,因此太赫兹频段成为未来无线通讯的方向。文章提出了一款新型的太赫兹多频天线,由共面波导馈电的方式去激励平面偶极子产生辐射,天线可在三个频段内谐振,分别是846.1-855.2 GHz、911.2-974.4 GHz和1.075-1.132 THz。(2)为了提高微带天线的增益,本文提出了一款基于缺陷地和反射板结构的宽带高增益天线。相对带宽为64%(3.45-6.33 GHz),此带宽覆盖了包含WLAN5.2/5.8 GHz、WiMAX3.5/5.5 GHz以及三大运营商的5G通讯频段,在工作频带内增益最高达到7.22 dBi。(3)在WLAN的应用中,对天线多频谐振和圆极化辐射方式的需求,本文提出了一款基于环形枝节与缺陷地面结构相结合的双频圆极化天线。测试结果表明,该天线工作带宽分别为1.16 GHz(2.26-3.42 GHz)和2.12 GHz(5.58-7.7 GHz),增益分别达到4.2 dBi和3.1 dBi。针对Ku/K波段卫星通信信号传播中发生的极化转化问题,设计了一款圆极化双频天线。采用缺陷地结构,两个正交模式被成功激励,圆极化辐射特性得以实现。测试结果表明,工作带宽为2.3 GHz(12.85-15.15 GHz)和2.6 GHz(18.3-20.9 GHz)。本文提出的上述多频天线具有较强的应用性。它们的工作频率主要覆盖Ku/K波段卫星节目接收(包括Ku下行10.7-12.75 GHz、Ku上行12.75-18.1 GHz和K波段18-27 GHz),全球微波互联网即IEEE802.16标准3.4-3.6 GHz和5.72-5.85 GHz,无线局域网2.4-2.48GHz、5.15-5.35 GHz和5.725-5.875 GHz,以及国内三大运营商各自部署的5G基站使用频段n41(2515-2675 MHz)、n78(3.4-3.6 GHz)和n79(4.8-4.9 GHz)。其中对于两款双频圆极化天线进行了实物制作本文所提天线与同类天线相比结构更简单、辐射性能更优,对天线在多频化、小型化、圆极化等主要性能的设计中有一定的意义。

方聪[7](2021)在《毫米波与低频探测天线技术研究》文中认为随着信息技术不断发展,探测天线在更多的领域中发挥着重要作用,然而常规频段的探测天线已经难以满足更高的性能要求,探测天线趋向于在毫米波频段和低频频段发展以寻求解决方案。毫米波探测天线具有物理尺寸小、工作带宽大、波束窄以及抵抗环境干扰能力强等优点,低频探测天线具有超远的探测距离、优异的穿透性能、良好的衍射能力以及大气衰减小等优点。根据以上优点,本文设计了两款探测天线,一款是用于地表地形探测的毫米波微带阵列天线,一款是用于地下地层结构探测的低频压电天线。本文的主要研究成果如下:(1)提出了一款工作在77GHz的毫米波微带阵列天线,通过设计新的天线单元结构大大减小了微带贴片和微带传输线之间的不连续性带来的损耗,并用切比雪夫综合法设计微带阵列天线,提高了天线的性能。该微带阵列天线具有很小的物理尺寸为36.66 mm×12.11 mm,具有3.5GHz的工作带宽,22 dBi的增益,E面和H面的半功率波束宽度分别为7.3°和22.2°,E面和H面的副瓣电平分别为-21.2 dB和-18.6 dB。(2)提出了一款工作在45 kHz的低频压电天线,并在COMSOL软件中仿真分析了压电材料、圆柱体尺寸、镀金厚度以及耦合环尺寸对压电天线的远场磁感应强度和辐射效率影响。该压电天线的材料为LiNbO3,圆柱体的半径为10.04mm,高度为68.83 mm,圆柱体两端镀0.05 mm的金,耦合环的外径为18 mm,内径为4 mm,耦合环中心与圆柱体之间的距离为6mm。当LiNbO3晶体两端输入电压为100 kV时该压电天线在1 km处的远场磁感应强度为4.49 pT,辐射效率为1.97×10-9,是同物理尺寸下电小天线的辐射效率的1.78×106倍。之后对压电天线的实物进行了测试,验证了其向外辐射电磁场的特性,并在空旷环境下测得当LiNbO3晶体两端输入电压为115 V时线圈接收到最远距离时的压电天线辐射功率。

周伟[8](2021)在《核辐射环境下移动微波无线供电系统研制》文中进行了进一步梳理无线供电是一项很早就已经开始研究的技术,它可以将能量在不通过物理连接的情况传递到用电端。无线供电有多种方式,其中微波无线供电便是现目前研究得最多的能够远距离传输的无线电能传输技术。现如今,核物理技术已经相当发达,例如核电站、核武器等,但是核事故也伴随而生,核应急救援设备的续航问题亟待解决,而采用微波无线供电技术进行远距离无线供电就是一种十分可行并且十分具有研究价值的解决方案。本文将核辐射环境场景与微波无线供电技术相结合,设计了一套可以承受总剂量为500Gy的2.45GHZ的微波无线供电系统。系统最大直流输出功率超过50W,最高效率超过10%。本文首先对微波无线供电系统整体结构进行了规划,并进行了相应的指标分解,将系统划分为三个部分进行设计。主要分为微波无线供电系统的微波发射端、接收整流天线、后端处理电路。首先本文选取了合适的微波源,以及发射天线,搭建了一套辐射出200W微波功率的微波发射端。然后通过HFSS仿真软件,进行仿真优化得到了一款参数较优的圆极化微带贴片天线,以此作为微波无线供电系统接收端的接收单元的接收天线。紧接着利用ADS仿真软件设计了一款简化结构的倍压微波整流电路,优化了整流电路结构,去掉常规整流电路中的滤波器,降低插损,提升效率。在采用FR4常规板材的条件下,整流效率超过了71%,并且将整流电路与接收天线进行集成,设计制作了结构紧凑小巧的整流天线。为了提升微波无线供电系统的供电能力,以单个整流天线为单元,进行串并联组合,组成接收整流天线阵列,最终达到50W的输出功率。为了系统能够适应更多的负载情况,都能够保持最佳传输效率,本文设计了后端处理电路,除了电压变换之外,增加最大功率跟踪算法,针对移动设备的电池充电场景进行充电功率优化,保持最大功率输出,提升系统传输效率。最后设计的系统在中国辐射防护研究院进行了耐辐照测试,系统在经受500Gy的辐射剂量后,各项功能指标依旧正常,通过了系统耐辐照测试。

李子健[9](2021)在《Ku波段罗特曼透镜多波束天线研究》文中研究表明如今随着科技的发展以及人民对生活便捷化日益增长的需求,让多波束天线在5G通信、汽车自动驾驶、遥感等民用领域,得到了广泛的应用和飞速的发展。罗特曼透镜是一种常用的多波束成型网络,拥有多个输入端口和输出端口,由于其设计基于等光程原理,故罗特曼透镜多波束天线有着宽频带、波束指向不会随频率变化而改变等优点,且由于制作成本低廉、设计方便,目前已被应用在通信、电子侦察等领域和多种类型的雷达中。首先,本文详细地阐述了罗特曼透镜的基本原理,并且对其设计方程进行了解析,给出了罗特曼透镜的设计方法以及分析了实际设计中需要考虑的问题,为实际的设计做出了铺垫。其次,本文以微带形式的罗特曼透镜多波束天线为例,从变量的分析与确定开始,逐步进行建模和相应的仿真。最终实现了中心频率为15GHz,具有7波束端口、8阵列端口,最大扫描角度为32°的微带罗特曼透镜多波束成型网络,仿真结果显示阵列端口的幅度起伏范围在±2.5d B内,相位递增(递减)量的平均值分别约为101°、69°、36°和0°,且实物测试的结果与仿真结果一致性较高。紧接着采用了矩形微带天线阵列与微带罗特曼透镜多波束成型网络进行了联合仿真,结果显示波束指向分别为±31.4°、±21.2°、±10.4°、0°,波束增益在12d Bi左右。随后,针对上一部分设计所存在的部分问题,进行了基片集成波导(SIW)罗特曼透镜多波束天线的设计。其中还利用SIW的原理以及特性,完成了锥形微带线-SIW转换结构、不等宽SIW移相器、4缝SIW缝隙天线阵列的设计。并且提出了一种利用脚本程序对不规则SIW结构进行建模的方法,简化了建模过程。最终实现的SIW罗特曼透镜多波束天线中心工作频率为15GHz,拥有9个波束端口、10个阵列端口、8个虚拟吸收端口,仿真结果显示波束的指向分别为±35.0°、±25.9°、±17.3°、±8.8°、0°,波束增益约为20d Bi,并采用多探头球面近场天线测试系统对实物进行了测试,实测数据与仿真数据较为吻合。此后还对多端口同时馈电的低副瓣实现方式进行了简要研究并取得了一定的效果。最后,总结了在两种形式的罗特曼透镜的设计、分析、建模等方面中取得的研究成果和意义,并对后续的改进工作进行了展望。

王斌斌[10](2021)在《柔性微带天线传感器建模及应用研究》文中研究指明柔性微带天线传感器具有结构简单、体积小、重量轻和制作工艺简单等优点,在结构健康检测、可穿戴通信系统和人体运动检测等领域应用广泛。在可穿戴应用中,柔性微带天线传感器直接穿戴在人体表面,传感器的设计不仅要满足谐振频率和阻抗匹配条件,还需要具有穿戴舒适性,即需要对传感器进行小型化设计。因此,对柔性微带天线传感器的小型化设计研究具有重要意义。本文从柔性微带天线传感器的建模仿真、参数优化、小型化设计和应用等方面进行研究。为了使柔性微带天线传感器具有柔韧性,易弯曲,本文选择毛毡材料和铜箔分别作为柔性微带天线传感器的介质材料和导电材料。首先结合微带天线的传输线模型和高频结构仿真软件(HFSS)建立了2.45 GHz传统柔性微带天线传感器的模型,并通过参数优化得到该传统柔性微带天线传感器的最终参数。为了提高柔性微带天线传感器的穿戴舒适性,研究了柔性微带天线传感器小型化设计方法。本文研究了在传统柔性微带天线传感器的辐射贴片表面加载矩形槽实现柔性微带天线传感器的小型化设计。为了增加柔性微带天线传感器的小型化设计效果,首先将矩形槽的长边按垂直于辐射贴片表面电流流动的方向放置,使加载矩形槽后的传统柔性微带天线传感器辐射贴片表面电流流动有效路径增加最大。其次对矩形槽参数进行仿真分析,确定了一组使加载矩形槽后的柔性微带天线传感器既具有较小谐振频率又尽可能满足阻抗匹配的矩形槽参数。最后通过缩小辐射贴片尺寸和调整馈电点位置使柔性微带天线传感器具有2.45 GHz谐振频率和满足阻抗匹配,实现小型化柔性微带天线传感器设计。仿真结果表明,与传统柔性微带天线传感器相比较,该小型化设计使辐射贴片尺寸减小约44.1%;且小型化柔性微带天线传感器的吸收比(SAR)远小于国际标准值。最后研制了传统柔性微带天线传感器和小型化柔性微带天线传感器,并对这两种传感器分别进行标定实验和弯曲测量实验。结果表明,该小型化柔性微带天线传感器谐振频率的测量值和仿真值之间偏差较小,满足设计要求;且能够根据传感器谐振频率变化识别出不同程度的弯曲度。因此,这种柔性微带天线传感器可用于可穿戴领域,用于人体关节弯曲度等测量。

二、矩形微带天线的设计及分析(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、矩形微带天线的设计及分析(论文提纲范文)

(1)加载超表面的高增益宽带微带天线的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 超表面研究进展
        1.2.2 微带天线的基本电参数
        1.2.3 超表面在天线中应用的研究现状
        1.2.4 微带天线的发展与现状
    1.3 论文的主要工作
    1.4 章节安排
2 微带天线与超表面基本理论
    2.1 微带天线的基本理论
        2.1.1 微带天线的辐射原理
        2.1.2 微带天线的基本电参数
    2.2 微带天线的一般设计方法
        2.2.1 微带天线的分析方法
        2.2.2 微带天线的馈电方法
        2.2.3 微波传输线的选择
        2.2.4 微带天线的理论设计方法
    2.3 超表面的基本理论
        2.3.1 超表面的分析方法
        2.3.2 超表面的基本设计原理
    2.4 本章小结
3 加载超表面的高增益微带天线设计
    3.1 超表面电磁特性的介绍
    3.2 加载超表面的高增益天线的设计
        3.2.1 天线的结构设计
        3.2.2 天线的仿真与分析
        3.2.3 天线的参数分析
    3.3 加载超表面的双频高增益天线的设计
        3.3.1 双频微带天线的结构设计
        3.3.2 双频微带天线的仿真与分析
        3.3.3 双频天线的参数优化分析
    3.4 本章小结
4 加载超表面的宽带微带天线设计
    4.1 超表面的设计与分析
        4.1.1 超表面的结构
        4.1.2 模式分析
    4.2 加载单层超表面的微带天线设计
        4.2.1 单层超表面微带天线的结构
        4.2.2 单层超表面微带天线的设计过程
        4.2.3 单层超表面微带天线结果分析
    4.3 双层超表面超宽带微带天线设计
        4.3.1 双层超表面微带天线的结构
        4.3.2 天线的参数优化分析
    4.4 天线实物加工与结果分析
        4.4.1 天线模型加工
        4.4.2 S参数和增益
        4.4.3 辐射方向图
    4.5 本章小结
5 总结与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果

(2)X波段微带平面阵列天线技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文研究内容及主要工作
第二章 微带阵列天线基本理论
    2.1 微带贴片天线基本原理
    2.2 阵列天线综合理论
    2.3 天线主要参数
    2.4 微带天线馈电方式
    2.5 本章小结
第三章 2×n微带阵列天线设计
    3.1 2×n天线设计主要技术指标
    3.2 天线辐射单元设计与仿真
    3.3 馈电网络设计与仿真
    3.4 2×n微带阵列天线仿真与结果分析
    3.5 阵列天线反射面设计与仿真
    3.6 本章小结
第四章 4×n微带阵列天线设计
    4.1 4×n天线设计主要技术指标
    4.2 馈电网络设计与仿真
    4.3 天线辐射单元设计与仿真
    4.4 4×n微带阵列天线仿真与结果分析
    4.5 本章小结
第五章 天线测量结果对比与分析
    5.1 阵列天线制作
    5.2 阵列天线测试环境及方法
    5.3 阵列天线实测结果
    5.4 误差结果分析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介

(3)小型化和圆极化超宽带天线的设计与研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    §1.1 研究背景与意义
    §1.2 小型化超宽带天线的发展历程及研究现状
    §1.3 圆极化超宽带天线的发展历程及研究现状
    §1.4 主要研究内容和章节安排
第二章 超宽带天线基本理论
    §2.1 超宽带天线的定义及性能参数
        §2.1.1 超宽带天线的定义
        §2.1.2 天线的性能参数
    §2.2 天线的拓频技术
    §2.3 超宽带天线的小型化技术
    §2.4 超宽带天线的圆极化技术
    §2.5 本章小结
第三章 小型化超宽带微带天线设计
    §3.1 基于缺陷地结构的超宽带微带天线设计
        §3.1.1 天线尺寸的理论计算
        §3.1.2 结构设计
        §3.1.3 参数及性能分析
    §3.2 基于缝隙结构的小型化超宽带微带天线设计
        §3.2.1 结构设计
        §3.2.2 参数及性能分析
    §3.3 基于寄生结构的小型化超宽带微带天线设计
        §3.3.1 结构设计
        §3.3.2 参数及性能分析
    §3.4 天线实测
        §3.4.1 天线实物
        §3.4.2 实测结果及分析
    §3.5 本章小结
第四章 圆极化超宽带天线设计
    §4.1 基于微扰枝节的圆极化超宽带天线
        §4.1.1 天线尺寸的理论计算
        §4.1.2 结构设计
        §4.1.3 参数分析
    §4.2 基于枝节馈电结构的圆极化超宽带天线
        §4.2.1 结构设计
        §4.2.2 参数及性能分析
    §4.3 天线实测
        §4.3.1 天线实物
        §4.3.2 实测结果及分析
    §4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    §5.1 工作总结
    §5.2 工作展望
参考文献
致谢
作者在攻读硕士期间的主要研究成果

(4)无线感传梁式电流传感器研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 梁式电流传感器的研究现状
        1.2.2 微带天线传感器的研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 无线感传梁式电流传感器的理论研究
    2.1 微带天线的基础理论
        2.1.1 微带天线性能表征
        2.1.2 微带天线小型化方法
    2.2 载流直导线周围感应磁场分布和永磁铁受力分析
        2.2.1 载流直导线周围感应磁场分布
        2.2.2 永磁铁在双芯载流直导线激发的磁场下的受力分析
    2.3 无线感传梁式电流传感器感知机理的研究
        2.3.1 悬臂梁弯曲—微带天线应变模型
        2.3.2 微带天线应变—归一化谐振频率偏移量模型
        2.3.3 归一化谐振频率偏移量—被测电流模型
    2.4 本章小结
第3章 无线感传梁式电流传感器的设计与结构优化
    3.1 传感器的灵敏度模型探究
        3.1.1 微带天线参数对理论模型灵敏度的影响
        3.1.2 悬臂梁参数对理论模型灵敏度的影响
        3.1.3 永磁铁和双芯导线的参数对理论模型灵敏度的影响
    3.2 无线感传梁式电流传感器的设计
        3.2.1 微带天线的设计
        3.2.2 悬臂梁的设计
    3.3 电流传感器仿真模型的灵敏度探究与结构优化
        3.3.1 永磁铁中心距环形电流线圈中心的距离对灵敏度的影响
        3.3.2 环形电流线圈的尺寸参数对灵敏度的影响
        3.3.3 永磁铁的尺寸参数对灵敏度的影响
        3.3.4 悬臂梁的尺寸参数对灵敏度的影响
        3.3.5 优化后的传感性能
    3.4 本章小结
第4章 无线感传梁式电流传感器实验测试及结果分析
    4.1 实验测试系统搭建
        4.1.1 实验材料及设备的选择
        4.1.2 实验方案的设计
        4.1.3 实验装置的制作和平台的搭建
    4.2 电流传感器的实验测试
    4.3 本章小结
第5章 总结与展望
参考文献
作者简介及在硕士期间的研究成果
致谢

(5)面向5G的方向图可重构微带天线研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 方向图可重构天线的研究现状
        1.2.2 频率可重构天线的研究
        1.2.3 极化可重构天线的研究
    1.3 本文主要内容与章节安排
2 微带天线相关理论基础
    2.1 天线基本参数
    2.2 微带天线的概念及原理
    2.3 微带天线的馈电方法
    2.4 特征模基本理论
        2.4.1 特征模理论
        2.4.2 推导特征值方程
        2.4.3 特征模指标
    2.5 本章小结
3 双向波束可重构微带天线研究
    3.1 圆形贴片天线设计原理
    3.2 双向辐射方向图可重构微带天线设计
        3.2.1 天线结构
        3.2.2 加载短路针的微带天线特征模分析
        3.2.3 方向图可重构微带天线的馈电网络设计
        3.2.4 方向图可重构微带天线的参数分析
        3.2.5 方向图可重构天线的加工与测试结果
    3.3 本章小结
4 方位面方向图可重构微带天线设计
    4.1 方位面方向图可重构天线
    4.2 模式叠加原理
    4.3 方位面方向图可重构微带天线设计
        4.3.1 天线结构
        4.3.2 天线的特征模分析
        4.3.3 天线的馈电设计
        4.3.4 天线的参数分析
        4.3.5 天线的仿真与测试
    4.4 本章小结
5 波束可切换微带天线研究
    5.1 天线结构设计
    5.2 波束可切换微带天线特征模分析
    5.3 波束可切换微带天线馈电网络设计
    5.4 波束可切换微带天线仿真分析
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 本文工作总结
    6.2 未来工作展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集

(6)多频平面端射贴片天线的研究与设计(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 多频微波天线研究现状
        1.2.2 多频太赫兹天线研究现状
    1.3 本文的研究内容和结构安排
第二章 天线的基础理论与技术分析
    2.1 天线的电磁基础
        2.1.1 电磁场方程
        2.1.2 电磁场的边界条件
    2.2 天线基本参数
        2.2.1 方向性函数和方向性图
        2.2.2 方向性系数
        2.2.3 效率
        2.2.4 增益系数
        2.2.5 输入阻抗
        2.2.6 极化
        2.2.7 频带宽度
    2.3 天线的传输线模型
    2.4 多频段研究方法
        2.4.1 多枝节法
        2.4.2 开缝隙法
        2.4.3 加载寄生枝节法
        2.4.4 频率可重构技术
    2.5 圆极化研究方法
        2.5.1 螺旋天线
        2.5.2 交叉振子天线
        2.5.3 单点馈电法
        2.5.4 多点馈电法
    2.6 本章小结
第三章 基于缺陷地结构的双频微带天线设计
    3.1 应用于WiMAX的毫米波双频天线的设计
        3.1.1 引言
        3.1.2 天线设计过程
        3.1.3 天线结果分析
    3.2 应用于太赫兹频段的多频天线
        3.2.1 引言
        3.2.2 共面波导馈电技术与原理
        3.2.3 太赫兹天线的设计
        3.2.4 仿真结果分析
        3.2.5 优化后天线
    3.3 本章小结
第四章 基于缺陷地与反射板结构宽带高增益天线的设计
    4.1 引言
    4.2 天线设计过程
    4.3 天线仿真结果分析
    4.4 与同类天线比较
    4.5 本章小结
第五章 双频圆极化微波天线的设计
    5.1 应用于WLAN的微波双频圆极化天线的设计
        5.1.1 前言
        5.1.2 天线设计过程
        5.1.3 天线仿真结果与参数分析
        5.1.3.1 仿真结果分析
        5.1.3.2 参数分析
        5.1.4 测试结果分析
    5.2 应用于卫星通信Ku/K波段的双频段圆极化端射天线的设计
        5.2.1 引言
        5.2.2 辐射贴片尺寸估算
        5.2.3 天线结构设计与分析
        5.2.4 仿真结果及参数分析
        5.2.5 测试结果分析
第六章 总结展望
    6.1 本文工作总结
    6.2 后续工作展望
攻读硕士期间的研究业绩
参考文献

(7)毫米波与低频探测天线技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 毫米波探测天线研究现状
        1.2.2 低频探测天线研究现状
    1.3 本文研究内容与主要工作
    1.4 论文结构
第二章 微带阵列天线和压电天线的基本理论
    2.1 微带阵列天线的基本理论
        2.1.1 微带天线的辐射原理
        2.1.2 微带天线的分析方法
        2.1.3 微带天线的馈电方式
        2.1.4 阵列天线的基本理论
    2.2 压电天线的基本理论
        2.2.1 压电材料简介
        2.2.2 压电材料的常用参数
        2.2.3 压电效应
    2.3 本章小结
第三章 毫米波微带阵列天线
    3.1 微带天线阵元的设计
        3.1.1 微带天线阵元的结构
        3.1.2 微带天线阵元的尺寸选择
        3.1.3 微带天线阵元的等效电路
        3.1.4 微带天线阵元的仿真结果及分析
    3.2 微带阵列天线的设计
        3.2.1 微带阵列天线的设计思路
        3.2.2 微带线阵天线的设计与仿真结果分析
        3.2.3 微带面阵天线的设计与仿真结果分析
    3.3 本章小结
第四章 低频压电天线
    4.1 压电天线的分析
        4.1.1 压电天线的远场磁感应强度分析
        4.1.2 压电天线的辐射效率分析
    4.2 压电天线的设计
        4.2.1 压电天线的材料选择
        4.2.2 压电天线尺寸变化的影响
        4.2.3 压电天线镀金厚度的影响
        4.2.4 压电天线耦合环尺寸的影响
    4.3 压电天线的仿真与实测
        4.3.1 压电天线的仿真结果
        4.3.2 压电天线的实测结果
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
致谢
作者攻读学位期间发表的学术成果目录

(8)核辐射环境下移动微波无线供电系统研制(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景及意义
        1.1.1 移动微波无线供电系统的研究意义
        1.1.2 核辐射环境下移动无线供电系统的研究意义
    1.2 移动微波无线供电研究现状
        1.2.1 微波无线供电国外研究现状
        1.2.2 微波无线供电国内研究现状
        1.2.3 移动微波无线供电发展方向
    1.3 耐辐射无线供电技术的应用
    1.4 本文主要研究内容
第二章 移动微波无线供电基本理论及耐辐照技术方案
    2.1 微波无线供电系统分析
        2.1.1 微波无线供电系统组成
        2.1.2 微波无线供电系统指标
    2.2 微带天线基础理论
        2.2.1 微带天线辐射原理
        2.2.2 微带天线馈电方式
        2.2.3 微带天线极化理论
        2.2.4 天线基本参数
    2.3 耐辐照设计技术方案
    2.4 本章小结
第三章 耐辐照移动微波无线供电系统接收天线设计
    3.1 引言
    3.2 微波无线供电系统发射端搭建
        3.2.1 微波源建立
        3.2.2 发射天线确定
    3.3 接收天线设计
        3.2.1 设计方案
        3.2.2 天线仿真初始值计算
        3.2.3 仿真结果分析
        3.2.4 天线的制作与测试分析
    3.4 接收天线接收功率测试
    3.5 本章小结
第四章 耐辐照移动微波无线供电系统整流电路设计
    4.1 整流电路设计指标
    4.2 整流电路器件选取
        4.2.1 整流二极管选择
        4.2.2 器件耐辐照分析
    4.3 整流电路结构设计
        4.3.1 匹配网络的设计
        4.3.2 整流结构的设计
        4.3.3 电路版图仿真与实物制作
    4.4 整流电路单元实物测试
        4.4.1 整流单元电路回波损耗测试
        4.4.2 整流单元电路效率测试
    4.5 接收整流阵列设计
    4.6 本章小结
第五章 耐辐照移动微波无线供电系统后端电路设计
    5.1 引言
    5.2 后端处理电路方案设计
        5.2.1 设计指标确定
        5.2.2 后端处理电路方案设计
    5.3 后端处理硬件电路设计
        5.3.1 功率回路设计
        5.3.2 驱动电路设计
        5.3.3 电压采集电路设计
        5.3.4 电流采集电路设计
    5.4 后端处理电路控制软件设计
    5.5 耐辐照屏蔽材料厚度设计
    5.6 后端处理电路实物与测试
    5.7 本章小结
第六章 系统测试及分析
    6.1 系统整体测试
        6.1.1 测试内容与仪器
        6.1.2 测试方法
    6.2 固态微波源输出功率测试
    6.3 系统效率测试
    6.4 系统耐辐照测试
    6.5 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
攻读硕士学位期间参与的项目

(9)Ku波段罗特曼透镜多波束天线研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 罗特曼透镜多波束天线的研究历史与现状
    1.3 本文的研究内容和目标
    1.4 本文的整体结构安排
第二章 罗特曼透镜基础
    2.1 阵列天线原理
    2.2 罗特曼透镜多波束天线基本结构
    2.3 罗特曼透镜的设计方程
    2.4 实际设计的考虑与分析
第三章 微带罗特曼透镜多波束天线的研究与实现
    3.1 微带罗特曼透镜多波束成型网络的实现
        3.1.1 微带罗特曼透镜变量的确定
        3.1.2 微带罗特曼透镜的建模
        3.1.3 微带罗特曼透镜阵列端口幅度分布仿真
        3.1.4 微带移相传输线的设计
        3.1.5 微带罗特曼透镜阵列端口相位分布仿真
        3.1.6 实物加工与测试
    3.2 微带罗特曼透镜阵列天线的仿真
        3.2.1 侧馈式矩形微带天线设计
        3.2.2 透镜与阵列天线的联合仿真与分析
    3.3 设计存在的问题与分析
    3.4 本章小结
第四章 SIW罗特曼透镜多波束天线的研究与实现
    4.1 基片集成波导(SIW)基础
        4.1.1 基片集成波导理论
        4.1.2 微带线-SIW转换结构的设计
    4.2 SIW罗特曼透镜多波束阵列天线的仿真设计
        4.2.1 SIW罗特曼透镜变量的分析与确定
        4.2.2 不规则SIW结构的建模方法研究
        4.2.3 SIW罗特曼透镜的建模与阵列端口幅度分布仿真
        4.2.4 不等宽SIW移相器的设计
        4.2.5 SIW罗特曼透镜阵列端口相位分布仿真
        4.2.6 SIW缝隙天线的设计
        4.2.7 SIW罗特曼透镜多波束天线仿真与分析
    4.3 结构处理与实物加工测试
        4.3.1 虚拟吸收端口的设计
        4.3.2 重叠或紧邻金属通孔的处理
        4.3.3 实物展示及测试结果
    4.4 罗特曼透镜多波束天线的低副瓣实现方式
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 后续展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果

(10)柔性微带天线传感器建模及应用研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 主要研究内容
第二章 微带天线的原理及设计
    2.1 微带天线的基本结构
    2.2 微带天线基本参数
    2.3 微带天线分析方法
        2.3.1 微带天线传输线模型
        2.3.2 微带天线谐振腔模型
    2.4 微带天线设计方法
        2.4.1 微带天线的参数确定
        2.4.2 微带天线馈电和阻抗匹配
    2.5 本章小结
第三章 柔性微带天线设计及应用
    3.1 柔性微带天线设计方法
        3.1.1 柔性材料选择
        3.1.2 柔性微带天线设计方法
    3.2 柔性微带天线小型化设计方法
        3.2.1 采用高介电常数的介质材料
        3.2.2 短路加载技术
        3.2.3 弯折技术
        3.2.4 附加有源网络
        3.2.5 开槽技术
        3.2.6 使用超材料
    3.3 柔性微带天线的传感原理和弯曲度测量
    3.4 本章小结
第四章 柔性微带天线传感器设计和SAR特性分析
    4.1 传统柔性微带天线传感器设计和SAR特性分析
        4.1.1 传统柔性微带天线传感器设计
        4.1.2 传统柔性微带天线传感器SAR特性分析
    4.2 小型化柔性微带天线传感器设计和SAR特性分析
        4.2.1 小型化柔性微带天线传感器设计
        4.2.2 小型化柔性微带天线传感器SAR特性分析
    4.3 本章小结
第五章 传感器实验测量
    5.1 传感器制作和实验标定
        5.1.1 传感器制作
        5.1.2 传感器实验标定
    5.2 传感器弯曲实验测量和结果分析
        5.2.1 传统柔性微带天线传感器弯曲测量实验
        5.2.2 小型化柔性微带天线传感器弯曲测量实验
        5.2.3 实验数据分析
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 论文工作总结
    6.2 下一步工作总结
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况

四、矩形微带天线的设计及分析(论文参考文献)

  • [1]加载超表面的高增益宽带微带天线的研究[D]. 张智欢. 西安理工大学, 2021(01)
  • [2]X波段微带平面阵列天线技术研究[D]. 方娟娟. 南京信息工程大学, 2021(01)
  • [3]小型化和圆极化超宽带天线的设计与研究[D]. 陈什和. 桂林电子科技大学, 2021(02)
  • [4]无线感传梁式电流传感器研究[D]. 顾哲豪. 吉林大学, 2021(01)
  • [5]面向5G的方向图可重构微带天线研究[D]. 曹胜利. 北京交通大学, 2021(02)
  • [6]多频平面端射贴片天线的研究与设计[D]. 马春雨. 南京林业大学, 2021(02)
  • [7]毫米波与低频探测天线技术研究[D]. 方聪. 北京邮电大学, 2021(01)
  • [8]核辐射环境下移动微波无线供电系统研制[D]. 周伟. 电子科技大学, 2021(01)
  • [9]Ku波段罗特曼透镜多波束天线研究[D]. 李子健. 电子科技大学, 2021(01)
  • [10]柔性微带天线传感器建模及应用研究[D]. 王斌斌. 合肥工业大学, 2021(02)

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矩形微带天线的设计与分析
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