非均匀结构超材料天线罩的研究

提出了一种非均匀排列超材料结构.通过理论计算,该结构在Ku频段内的等效相对介电常数可以控制在0到1之间.该结构可用于天线罩提高天线的增益.分别对单个微带天线、2×2微带阵列天线、4×4微带阵列天线3种情况加载超材料天线罩的效果进行仿真.仿真结果表明:超材料天线罩对提高天线及天线阵增益的效果随着天线单元数的增加而减弱,如单个微带天线增益可提高6dB,而4×4微带阵列天线增益的提高只有1.6dB.     

一种新型5GHz频段4个单元MIMO天线系统的设计

设计了一种新型4个单元的MIMO天线,服从802.11ac无线局域网(WLAN)的通信标准,即5G WiFi。天线工作在5GHz频带。天线由4个微带贴片天线组成,每个贴片单元下嵌入了一个圆柱体形状的空腔,整个系统的尺寸为100×50×0.8mm3。从仿真结果来看,所设计天线最小带宽达到260MHz,天线单元间的隔离度最小为31.8dB,最大增益为1.42dB。天线用于工作在5GHz频段的手持和其他小型无线通信设备中。     

小型化折叠型RFID抗金属标签天线的设计

设计一种小型化折叠型超高频射频识别标签天线.天线由开槽的辐射贴片、 4个感性短接面和两片金属接地板组成.通过改变短接面尺寸及右侧短接面与接地面的距离,可以有效地调谐标签天线的谐振频率及其阻抗,总尺寸(L×W×h)为40 mm×40 mm×1.5 mm.实验结果表明：标签天线阻抗匹配良好,|S₁₁|＜﹣10dB带宽为880～930 MHz.将标签天线放置于200 mm×200 mm的金属板上,4 W有效全向辐射功率条件下的最大实测阅读距离可达到11.2 m.该标签天线通过适当的开槽实现小型化,同时具有抗金属、识别距离远等优点,可较好地应用于工业物联网相关测量领域中.     

基于DGS的三频PIFA设计

提出了一种基于缺陷地结构(DGS-detected ground structure)的新型平面倒置F型三频手机天线(PIFA).该天线在辐射片下面的接地板上进行开槽,有效地减少了天线体积,使天线能够在44mm×25 mm×4 mm的体积上满足GSM-900/DCS-1800/UMTS-2000的带宽要求,在其频率范围内回波损耗可达到-5 dB以下,有效地展宽了传统倒F天线的工作带宽,实现了天线的小型化、宽频带的要求,在通信系统中有较好的通信前景.     

基于基片集成波导的正反渐变槽整流天线阵列的研究

本文提出和设计Ka波段基片集成波导馈电的正反渐变槽整流天线阵列。基于基片集成波导技术的整流器通过全波仿真软件和谐波平衡法联合仿真实现。基片集成波导馈电的正反渐变槽整流天线单元和1×4阵列在低成本的标准PCB工艺上设计和制作。当频率为30GHz时,所测得的基片集成波导馈电正反渐变槽天线单元的增益为12dBi,同时测得整流电路的射频-直流转换效率为27.4%。在1×4的整流天线阵列中,总直流输出功率约为四个单元整流天线直流输出功率之和。     

一种应用于4G通信的小型多频手机天线

提出了一种新型的应用于4G通信的小型多频手机天线.利用折叠单极子、多枝节谐振等技术使天线谐振在多个频段.天线结构紧凑(32 mm×15 mm×0.8 mm),由两个折叠单极子组成,长度均约为1/4谐振波长,其中倒C形枝节谐振在2 GHz附近,倒F形枝节谐振在900 MHz附近.天线通过50?匹配传输线直接馈电,两个枝节共同叠加耦合辐射,实现带宽810～971 MHz和1 495～2 786 MHz,覆盖了GSM 850/900/DCS/PCS/UMTS/LTE 2300/2500频段,符合4G通信手机天线的标准.对天线进行了加工和测试,测试结果与仿真结果基本吻合.     

一种新型钻石形超宽带天线的设计与实现

设计一种新型钻石形超宽带天线,该天线印刷在介电常数为4.4的FR4介质板上,尺寸为26mm×24mm×0.8mm.设计过程中对天线辐射贴片进行两次优化,并利用阶梯化接地板的方法对天线进行优化.实验结果表明,该天线可在2.0~14.5GHz内实现电压驻波比VSWR≤2的带阻特性,相对带宽为151%,且具有结构简单和小形化等优点,可应用于各种超宽带(UWB)系统中.     

新型紧凑的宽频带圆极化问号形天线

文章设计了一款新型紧凑的宽频带圆极化问号形天线。此天线由问号形(?-shaped)贴片和刻蚀扇形凹槽的矩形接地板以及介质基板组成。通过在接地板刻蚀扇形凹槽,有效地扩展了天线的阻抗带宽和轴比带宽。此天线印刷在介电常数为4.4的FR4介质板上,尺寸为28mm×26mm×1.6mm。天线的阻抗带宽达到了60.79%(3.95～7.4GHz),轴比带宽达到了34.67%(4.65～6.6GHz),覆盖了5.8GHz的ISM频带。     

一种低剖面宽频带微带天线设计

针对相控阵天线的应用需求,提出了一种低剖面宽频带微带天线单元。采用双层介质形成S频段收/发宽频带工作,在19%的带宽内驻波比优于1.35;内置带状线正交馈电网络,利用双馈点形成圆极化;天线阵列采用多层板一体化加工,具有低剖面特点,剖面仅为0.028λ_0,有助于相控阵天线的高度集成。对4×4规模的相控阵天线进行了加工和测试,测试结果与设计指标相符。     

一种用于煤矿井下无线通信的多频段微带天线的设计

煤矿信息化对通信设备提出了新的要求,结合无线通信技术与煤矿井下安全生产系统的应用,设计了一种多频段小型化天线。在设计过程中,使用电磁仿真软件HFSS对天线进行建模分析及参数优化。天线采用共面波导结构馈电,辐射体采用类回纹形弯折线结构,整体尺寸为45×40×1.6 mm~3,实现了天线小型化特征。仿真结果表明天线具有良好的多频和全向辐射特性,覆盖0.90～1.15 GHz,2.17～2.54 GHz和4.87～5.64 GHz三个频段,可应用于基于2G、4G和WIFI等制式的矿井无线通信及物联网系统。     

双F结构的超宽带印刷椭圆槽陷波天线

为了从超宽带天线频带内去除无线局域网等窄带干扰,提出了一种在辐射单元内嵌双F型的崭新槽形结构印刷槽形陷波天线。采用在辐射单元上,增加1/4波长结构的方法来实现陷波特性。设计的双F槽结构顶端开口,不全在天线单元内部,用来对5.8GHz的无线局域网频谱进行陷波。天线的尺寸为24mm×29mm×1mm,是平面的,准全向的。由于这种陷波结构均是直角结构,容易调节陷波的频率。同时分析了陷波频率时电流和电磁场的分布,揭示了天线中电场和磁场处于双F槽上分区谐振的现象。     

双F结构的超宽带印刷椭圆槽陷波天线

为了从超宽带天线频带内去除无线局域网等窄带干扰,提出了一种在辐射单元内嵌双F型的崭新槽形结构印刷槽形陷波天线。采用在辐射单元上增加1/4波长结构的方法来实现陷波特性。设计的双F槽结构顶端开口,不全在天线单元内部,用来对5.8 GH z的无线局域网频谱进行陷波。天线的尺寸为24 mm×29 mm×1 mm,是平面的、准全向的。由于这种陷波结构均是直角结构,容易调节陷波的频率。同时分析了陷波频率时电流和电磁场的分布,揭示了天线中电场和磁场处于双F槽上分区谐振的现象。     

一种新型双频宽带八单元5G手机天线设计

针对无线通信设备对MIMO天线多频段,结构简单和高隔离度的要求,研究提出了一款用于5G手机的新型双频宽带八单元多输入多输出(MIMO)天线;天线基板采用FR4材质,整体尺寸为150 mm×75 mm×0.4 mm;天线“U”型辐射单元加载在基板的一面,尺寸仅为10 mm×3.6 mm,每个单元被馈源分为两个部分,分别产生3.5 GHz和4.9 GHz两种谐振模式;同时,在金属板的一面,通过刻蚀矩形槽的方式,改变电流有效路径和阻断单元间的电流传输,以增加工作频带带宽和减弱单元间的耦合程度;仿真和实测结果表明：当S11小于-6 dB时可以覆盖3.3～3.6 GHz和4.8～5.1 GHz,天线单元间隔离度优于13.6 dB,辐射效率达到67%以上。与传统天线相比,天线在结构,带宽,隔离度等方面具有优势,具有良好的应用前景。     

一款小型化2.45 GHz整流天线的设计

为解决整流天线设计复杂、整流效率较低的问题,提出一种新型S波段微波整流天线,利用空气层拓展贴片天线的带宽,将整流电路集成到天线的空气层内,减小了整流天线的尺寸,并研究了天线和整流二极管阻抗匹配的关系。基于该结构,设计了2.45 GHz微波贴片整流天线,采用F4B介质板进行加工,整流天线的横截面为70 mm×70 mm。经实验测量,该新型微波整流天线在天线接收功率为20 dBm时,整流效率达到72.4%。该新型整流天线相比传统整流天线具有尺寸小、高射频-直流转换效率的特点,证明了设计的有效性。     

新型偶极超高射频标签天线设计

为了减小天线的尺寸,增加阻抗带宽,采用在大共面偶极子天线上嵌入非对称缝隙的方式,设计一款UHF RFID标签天线,实现了标签天线的小型化和宽带化.天线的尺寸为70 mm×40 mm×1.6 mm,S11＜-15 dB时,带宽为776-991MHz.     

一种小型化树杈形缝隙Vivaldi天线的设计

设计了一种3.4~7.6 GHz频段的超宽带高增益低交叉极化的小型化Vivaldi天线。该天线是在传统Vivaldi天线基础上引入树杈形缝隙结构设计而成的新型Vivaldi天线。通过在辐射片引入树杈形开缝结构,改善了天线表面的电流,使其汇聚于缝隙附近,从而提高天线的辐射性能,改善天线的阻抗匹配特性,展宽天线带宽。仿真结果表明该小型天线在3.4~7.6GHz的频率范围内驻波比小于2,以5.4 GHz为中心频点的有效带宽达到4 GHz,在中心频点5.4 GHz增益为6.2 d B且交叉极化低于-20 d B。天线的尺寸仅为30 mm×30 mm。在此基础上加工并制作了天线样件,实测结果和仿真吻合良好,可以应用于无线通信系统中。     

一种小型化宽波束的零阶谐振贴片天线设计

提出了一种小型化宽波束的零阶谐振贴片天线。该天线通过在圆形微带贴片天线四周中心对称的加载蘑菇型零阶谐振结构,将圆形贴片激励的TM01模和蘑菇型贴片激励的ZOR模叠加,在实现天线小型化的同时展宽了天线的波束。仿真结果表明:设计天线中心频点处的E面和H面半功率波瓣宽度分别为114.7°和144.7°,与原始圆形微带贴片天线相比,新天线E面和H面的半功率波瓣宽度分别展宽了66.5%和60.1%,谐振频点从14.04GHz降至7.32GHz,电尺寸由1.9λ×1.9λ×0.1λ缩减至0.9λ×0.9λ×0.01λ,实现了52.1%的小型化效果,仿真和实测结果取得了一致,验证了设计的正确性。     

单用户MIMO系统在LTE项目中的应用研究

OFDM是一种多载波调制方案,信息在并行信道里通过一系列的子载波传播。主要的优点是增加了抑制频选衰落和窄带干扰的鲁棒性。本文中我们主要介绍单用户MIMO,也就是（SU-MIMO）方案,例如：单天线速率控制（PARC）,和预编码MIMO（PREC）。在PARC中,我们主要考虑2×2和4×4两种天线结构;在PREC中,我们考虑4×4这一种单一情况。本文主要是研究下行链路的长期演进（LTE）。结果显示,就平均扇区吞吐量而言,四码流方案要优于双码流方案接近75%～90%,此外四码流方案有着明显的覆盖增益。     

一种新型微带贴片微波整流天线设计

在微波无线能量传输系统中,整流天线广泛应用。为了解决整流天线中小型化的问题,对整流天线结构进行研究,提出一种新型整流天线设计。通过将天线和整流二极管阻抗直接共轭匹配进行设计,简化整流天线结构。该新型整流天线设计方法应用于2.45 GHz微带贴片微波整流天线中,用1 mm厚的F4B-2介质板设计和加工,设计出新型微带贴片整流天线,尺寸为70 mm×70 mm。实验结果显示,新型微带贴片整流天线最高整流效率为69.3%。新型整流天线相比传统整流天线具低剖面、轻重量、结构简化、低成本、容易加工和高射频-直流转换效率等优势,证明了该设计的有效性。     

Y形缝隙加载小型化超宽带Vivaldi端射天线

针对常规Vivaldi天线尺寸大、低频段前向辐射增益低的问题,设计了一款覆盖2.7~18.3GHz的小型化高增益超宽带端射天线。该天线通过在辐射贴片两侧加载Y形缝隙的方法,将天线表面电流汇聚于槽线附近,使天线的辐射特性明显提高。改善天线的阻抗匹配特性,展宽天线带宽,提高天线的增益,增强天线端射效果,天线的尺寸仅为25mm×25mm×1mm,实现了小型化。低频部分(2.7~8GHz)增益比原始天线提高最大值为3.5dB。通过天线实物的加工和测试,进一步验证了设计的可靠性。