用于WiFi/WiMAX新型双极化微带天线阵列

本文提出了一种用于WiFi/WiMAX新型双极化微带天线阵列.天线的工作频带为2.380～2.535GHz,天线尺寸为273×225mm2.端口1在2.46GHz对E面的最大增益为17.51dBi,端口二在2.50GHz时的最大增益为17.46GHz,隔离度大于22dB.     

C波段超宽带双极化微带贴片天线的设计

设计并仿真优化了基于L探针耦合馈电的C波段超宽带新型±45°双极化微带贴片天线,所设计的实现双极化采用的方法是两个正交L探针相互耦合并进行馈电,使得天线所承载的信道容量得到大幅度提升.借助Ansoft HFSS 15.0,完成对所设计的天线进行仿真验证,使得其重合阻抗带宽为38％,即在3.95～ 5.80 GHz时驻波比(voltage standing wave ratio,VSWR)小于等于2.同时,该天线在两个端口分别激励的情况下平均增益大于9.0 dBi,两个端口之间的隔离度大于22 dB,交叉极化电平小于-15 dB.该天线结构设计简单,可广泛应用于C波段超宽带无线收发通信系统.     

高隔离度的双极化口径耦合微带单元与阵列天线

提出一种新型的双极化微带贴片单元与其阵列设计,该单元采用一对相互垂直的“H”形缝隙作口径耦合馈电,获得了良好的端口隔离度(在工作频带8.8～9.8 GHz内实测值大于42 dB).该结构用于SAR系统天线的子阵设计时,其网络布置较为简单.基于此设计,研制了八单元直线阵列天线,理论仿真和实验相当吻合,不但测得高的端口隔离度(>30dB),而且实测的交叉极化特性很好(<-32.5 dB).     

应用于数字电视系统的双极化Vivaldi天线

本文提出了一种具有高端口隔离度的双极化正交Vivaldi天线.在没有电流接触的情况下,以十字形交叉的形式将两个Vivaldi天线正交放置来实现双极化天线结构.为了满足低端带宽要求,同时改善低频辐射特性,提出了一种新颖的指数渐变槽边缘(ETSE)结构.两条微带馈线用于实现每个极化端口的独立馈电.测试结果与仿真结果吻合良好.所提出的天线实现了-10dB的回波损耗带宽为470-794MHz,并且在正交方向上显示了稳定的辐射性能.测试显示两个极化之间的隔离度优于25dB,并且在工作频带上的增益在1.57至7.18dBi之间.所提出的天线可以用于数字电视(DTV)系统.     

一款紧凑型超宽带MIMO天线设计

提出并设计一款使用相互垂直解耦结构的紧凑型超宽带MIMO天线.天线由4个耳朵型的平面单极子天线单元组成.在地板上延伸出的带有平行金属带的倒L型枝节,能够拓展天线的带宽,同时改善天线端口间的隔离度.仿真和测试的结果表明天线在3.1~10.6GHz的带宽内隔离度在-20dB以下.同时给出了天线的增益、效率、辐射方向图和相关系数.     

基于SICL馈电的新型双极化天线设计仿真

提出一种基于介质集成同轴线（SICL）馈电的新型双极化天线实现方案.设计扩展了双极化天线的阻抗带宽且实现了两个正交印刷电路基板的直接装配.馈电结构采用印刷电路技术实现.引入SICL到异面带状线的宽带巴伦,实现SICL到异面带状线的不平衡到平衡的转换.设计了一种从SICL到微带线的渐变式宽带阻抗匹配电路.在2.2~2.8 GHz频率范围内,仿真的极化端口隔离度大于20 dB,两个极化端口均获得宽角覆盖的方向图,主辐射方向的低交叉极化电平低于－20 dB,具有较高的辐射效率.所加工天线的测试结果与仿真结果接近,验证了设计方案的可行性.      

水平极化多层SIW缝隙全向天线

针对传统的水平极化波导缝隙对全向天线带宽较窄、成本较高的缺点,该文提出了一种基于基片集成波导(S IW)工艺的全向辐射的波导缝隙天线。该天线由2个背靠背安装的S IW缝隙天线阵组成,并且由隐藏在两波导之间的带状线通过探针馈电。可以实现复杂的并行馈电网络,在不影响天线全向性的同时扩展阵列带宽。给出了天线的图片和结构图。该天线水平面方向图起伏小于2.5 dB,而端口反射系数小于-10 dB的带宽达到12.5%。这种多层方案可以用于同时对增益和带宽有较高要求的场合。     

水平极化多层SIW缝隙全向天线

针对传统的水平极化波导缝隙对全向天线带宽较窄、成本较高的缺点,该文提出了一种基于基片集成波导(SIW)工艺的全向辐射的波导缝隙天线。该天线由2个背靠背安装的SIW缝隙天线阵组成,并且由隐藏在两波导之间的带状线通过探针馈电。可以实现复杂的并行馈电网络,在不影响天线全向性的同时扩展阵列带宽。给出了天线的图片和结构图。该天线水平面方向图起伏小于2.5dB,而端口反射系数小于-10 dB的带宽达到12.5%。这种多层方案可以用于同时对增益和带宽有较高要求的场合。     

基于FSS的紧凑型微基站天线

设计了一款1×2双极化微基站天线来解决传统宏基站在信道补盲和信道容量提升上遇到的瓶颈。该双极化微基站天线单元通过采用叠层技术和角馈技术,并结合加载短路金属铜柱的方法来提高单元端口间的隔离度;此外,通过在天线单元间加载由频率选择性表面(frequency selective surface, FSS)构成的隔离墙结构以减小双极化天线单元间的耦合。仿真测试结果表明,该1×2双极化微基站天线各单元在工作频段2.5~2.7 GHz内驻波比小于1.5,端口间隔离度大于30 dB,且具有稳定的方向性。在微基站有限的空间内所设计的双极化微基站天线,具有结构紧凑和隔离度高的特性,且天线单元间相互独立工作。     

MIMO系统发射端天线选择对性能的影响

基于发射端天线选择对MIMO系统性能的影响进行研究.首先建立信道模型,然后对采用ZF接收机的情况下误码率性能进行分析,并讨论了天线选择标准.仿真结果表明,不进行天线选择,获得误码率为10-2所需要的信噪比至少为22.5 dB;进行天线选择,获得误码率为10-2所需要的信噪比为18 dB,证明天线选择能改善系统性能.     

一种宽带双极化印刷振子基站天线单元的设计

设计一种可用于W-CDMA,TD-SCDMA等2G/3G/4G-LTE通信标准网络的宽频带双极化印刷振子基站天线单元.天线由两个双层贴片结构十字交叉组成,在馈电巴伦底部采取梯形弯曲结构,提高了双端口的隔离度,便于组装;在贴片双臂上端附加短路T形贴片结构,展宽了带宽.实测结果表明:天线两端口电压驻波比≤1.5的带宽均达到66.7%(1.65~3.30 GHz),带宽内隔离度大于25 dB,带内增益为4.1~8.3 dBi.     

新型 13. 56 MHz NFC 天线的研究与设计

针对现有的 13. 56 MHz NFC(Near Field Communication)天线因结构而引起回波损耗偏高的问题, 设计 了一种工作在 13. 56 MHz 的近场通信天线, 通过优化天线结构, 有效降低了天线的回波损耗。 使用 Ansoft HFSS(High Frequency Structure Simulator)进行天线模型的设计以及仿真分析, 对 NFC 天线的 3 大结构参数 (天线边长 L x 、 线间距 S 和线径 W)进行了仿真分析探究, 最后得到以 13. 56 MHz 为中心频率的最优天线结 构参数, 即 L x =40 mm, S=1 mm 和 W= 0. 5 mm。 在上述天线结构参数下, 优于已有的 NFC 天线(回波损耗 为-22. 2 dB), 其回波损耗降低至-28. 8 dB, -10 dB 以下的带宽为0. 8 MHz。     

等效电路法在Vivaldi天线设计中的应用

为实现突破反复实验设计的传统方法,设计了微带线馈电结构的Vivaldi超宽带天线.该天线馈电部分的设计采用等效电路法,借助计算机辅助设计手段优化天线结构,对制作的实验样机进行了测试.最后,分析了加工工艺对该天线设计参数的影响.该天线工作频段为3.1～10.6 GHz,在整个频段内天线增益超过8.5 dB,3 dB波束宽度超过40度,辐射效率达到了81%,满足FCC规定的超宽带天线的指标.     

Koch分形在圆极化微带天线中的应用

将分形应用于微带天线设计中,方形微带贴片边界为Koch分形曲线形式,同时用探针在贴片对角线上的适当位置馈电,从而实现微带天线的圆极化特性。采用电磁仿真软件CST Microwave Studio?对天线进行了设计,得到了可以工作于GPS系统1228MHz频段的一次和二次分形的圆极化微带天线结构参数。根据设计结果制作了天线样机,并在微波暗室内进行测试,结果表明一次分形和二次分形天线均谐振于1228MHz,相对阻抗带宽、轴比及增益分别为1.5%和1.4%、2.5dB和1.4dB、2.7dB和2.4dB。二次分形天线与一次分形天线相比,轴比特性有明显改善。     

一种用于“北斗”卫星导航系统的小型化微带贴片天线

基于“北斗”天线小型化的考虑，利用高介陶瓷基板（εr=16）来设计“北斗”卫星导航系统微带贴片天线，该天线采用切角结构，同轴线馈电方式，工作在“北斗”一代的S频段（2 492 ± 5 MHz,右旋圆极化）。采用Ansoft公司三维电磁仿真软件HFSS进行仿真分析，数值仿真结果表明： S11<-10 dB的阻抗带宽为62 MHz，3 dB极化轴比带宽为15 MHz；采用矢量网络分析仪对天线实物进行性能测定，实测结果表明，S11<-10 dB的阻抗带宽为66 MHz，3 dB圆极化轴比带宽为12 MHz，仿真结果与测试结果基本吻合，天线性能良好，满足“北斗”接收天线设计要求。该天线在满足北斗接收天线的性能的同时，由于采用高介陶瓷作为基板，使得其与传统天线相比，尺寸缩减了75%，具有一定的应用前景。     

一种C波段基于发卡结构的低耦合贴片天线

在收发天线对中,收发天线单元间的距离越近,单元间的耦合越强。为了抑制近距离放置的2个微带贴片天线单元间的互耦,提出一种占用很小平面空间的对称发卡结构,通过引入新的耦合路径进行天线耦合补偿。基于该结构,设计加工了工作频率在5.8 GHz的微带贴片天线对,尺寸为30 mm×50 mm×1 mm。天线单元边缘间距为0.03λ_0。实验测量结果表明,采用该结构能够使天线对在5.8 GHz实现42 dB隔离度,|S_(11)|-10 dB带宽为1.21%,带宽内隔离度大于40 dB,证明了该设计的有效性。     

基片集成波导背腔式缝隙天线设计

利用谐振腔形成对称场激励,设计实现了一种基于多层基片集成波导技术的背腔式缝隙天线,并对其辐射特性进行了仿真研究。该天线利用双层基片集成波导实现了天线的馈电电路和背腔结构,利用工作于谐振状态的基片集成波导谐振腔对缝隙进行激励,同时通过加载缝隙圆环,显著降低了天线的回波损耗,并具有剖面低、重量轻、易集成的优点。研究了缝隙圆环对天线辐射性能的改善作用,制成了测试样片,天线-10dB回波损耗的带宽为150MHz,最高增益为8dB,交叉极化增益的最高为-12dB,测量结果与仿真分析吻合较好,验证了设计方法的有效性。     

空气腔对RFID读写器天线性能影响的研究

依据空气腔在滤波器和微带贴片天线中的成功应用,将其引入RFID读写器天线,针对工作频率和带宽特性进行研究.天线采用在介质板中间适当挖空的方法,使其形成一个矩形空气腔,从而调节谐振频率、提高阻抗带宽和辐射特性.相比较没有空气腔的天线性能指标为:在S11≤-10dB时,阻抗带宽从13MHZ增加到51MHz;AR≤3dB时,轴比带宽从7MHz增加到13MHz;天线增益从4.79dB增加到了6.34dB.     

双极化圆柱介质谐振器天线设计与实验研究

全极化数字相控阵天线具有波束扫描灵活、抗干扰能力强的优点,已成为以飞行器为载体的雷达天线领域的发展趋势之一。考虑到安装平台的限制,天线单元是相控阵天线的关键部件,研制适合工程应用的双极化天线单元具有重要意义。提出以双极化介质谐振器天线为全极化数字相控阵天线单元的设计方案;该方案具有辐射效率高、结构简单、易于馈电、体积小、极化端口隔离特性好等性能。设计了一种带有金属反射板的双极化圆柱形介质谐振器天线单元,采用全波电磁仿真软件对天线单元进行设计和优化,开展了天线单元的加工和性能测试工作。在4.95~5.05 GHz的带宽内,驻波比均小于2;天线的极化端口隔离度约为-20 d B;测试的天线波束宽度约大于80°,增益约大于6 d B,交叉极化电平约为-20 d B。天线的性能达到预期的指标要求,适合于实际工程应用。     

圆极化引信天线设计

设计出一种平面圆形、小尺寸无线电引信用圆极化微带天线。该天线在±600的扫瞄空间内,天线极化轴比为1.06dB—3.3 dB,增益为4.7 dBi。阐述了设计理论和设计方法,给出了这种圆极化天线的具体设计尺寸、仿真天线方向图、极化轴比图和驻波图。