一种平面微带阵列天线的仿真与分析

为了获得可应用于工程的具备理想特性的天线,在Ku波段设计了一种平面结构的微带阵列天线.在设计微带天线的辐射贴片结构基础上完成了馈电网络和八元阵列天线的设计,通过CST仿真软件构建阵列天线模型,并优化天线的尺寸参数,得到天线的S参数、驻波特性和增益方向图等特性.仿真结果表明,该微带阵列天线具有高增益和低副瓣特性,且方向性...     

一种小型化双低频4T4R基站天线阵列设计方法

能够支持双低频4T4R的MIMO基站阵列天线已成为目前运营商布网主流,当采用常规设计时,往往造成天线尺寸过大、风载荷过高等问题.在MIMO阵列天线小型化设计时,由于各阵列间距离缩小,电磁耦合急剧上升,导致各天线水平面波束宽度恶化,性能下降严重.针对此问题,提出了一种小型化阵列天线设计方法.采用波束合成技术,利用一种功率比随频率变化的新型不等功分电桥复用一组辐射单元,这样每列天线均可复用一个窄波束宽度单元,再通过该窄波束单元与其他宽波束单元合成理想的水平面波束宽度,提升天线覆盖性能.实测结果表明:采用本文阵列天线设计方法能够得到收敛的水平面波束宽度,范围在56°～68°,同时具有较好的增益和系统隔离度,大幅改善了天线性能.     

基于寄生耦合单元的多频段微带天线设计

通过在金属贴片边缘增加寄生耦合单元,设计了单馈点、易共形的紧凑多频段微带天线.该微带天线由地面、馈电传递单元及其两侧边缘的一个曲折线形贴片寄生耦合单元和一个T形贴片寄生耦合单元组成.天线的谐振频率和带宽由2个寄生耦合单元的结构尺寸以及寄生单元与馈电传递单元之间的相互耦合共同确定,可以通过调整寄生耦合单元的结构参数独立调整各谐振频点.通过计算电磁学软件分析了各结构参数对谐振频率的影响,并仿真了一种典型情况的天线,其工作频段为0.972~0.988 GHz、2.178~2.27 GHz和3.293~3.356 GHz.该天线仿真和测试结果符合得很好,验证了可通过单馈点激励多个寄生耦合单元的方法有效地设计多频段天线.     

一种S频段卫星通信相控阵天线设计

为了解决目前卫星通信相控阵天线波束扫描角度范围较小、低仰角增益较低等问题,采用双层微带结构,加载圆形金属腔体,实现了更宽波束的S频段圆极化相控阵单元,来提高相控阵低仰角增益．然后,用24个单元按照水滴状形式排布组成相控阵阵列,以减小风阻．仿真结果表明,在收发频段内,相控阵单元的电压驻波比小于1.3,轴比小于3dB,单元在阵中的3dB波瓣宽度为120°左右; 天线阵列在扫描到仰角25°时,其增益相比天顶方向(仰角90°)下降了4dB左右．最后,加工好的天线阵列测试结果和仿真结果具有很好的一致性,波束扫描角度较宽,低仰角增益较大,满足设计要求．     

一种串联馈电式超宽带天线阵列研究

为了实现高效辐射性能，本文对一种串联馈电式超宽带天线阵列进行研究设计。该阵列天线以0.02 mm厚的柔性聚酰亚胺为衬底材料，由3个超宽带单元天线和1个金属反射板构成。天线单元含有缝隙结构，通过串联方式进行连接，并采用共面波导馈电获得超宽带特性，天线下方放置金属反射板，以获得定向辐射特性。同时，采用电磁仿真软件高频结构仿真器(high frequency structure simulator, HFSS)对所设计的天线阵列进行建模仿真和设计分析。仿真结果表明，天线阵列的仿真带宽为3.02～12.05 GHz,测试带宽为2.92～12.35 GHz,覆盖超宽带3.1～10.6 GHz频段。天线在工作频段内保持良好的方向性，在8.5 GHz时，获得最大测试增益为8.6 dB,仿真增益为10.8 dB,说明天线带宽与方向图增益等性能均与仿真结果相吻合。本文设计的天线面积为121 mm×55 mm,天线与放射板间距为23 mm,具有高增益、尺寸小、质量轻等性能，适用于小型超宽带终端设备。该研究为柔性超宽带频段的阵列设计提供了理论基础。     

Ka波段卫星通信四元微带天线阵的研制

针对口径耦合微带天线的特点,设计了一种用于Ka波段卫星通信的四单元微带天线阵.为了改善天线的辐射性能,采用口径耦合的方式馈电,引入双层悬置贴片和空气层展宽了天线带宽,并利用低介电常数薄介质基片有效抑制了表面波损耗.用CST软件进行仿真和优化.实物测试结果表明在设计频带范围内,该天线具有较小的回波损耗,较低旁瓣,增益明显高于同类天线,且结构简单,易于制作和组阵,具有较高实用价值.     

超宽带准八木天线阵列设计

准八木(Quasi-Yagi)天线是一种基于传统八木天线的宽带平面微带天线,具有良好的增益特性.为了实现超宽带系统的远距离通信,该天线在准八木天线基础上增加了引向器,从而在对天线剖面影响较小的前提下提高了天线单元的增益.利用宽带馈电网络组阵,使天线阵列具有良好的阻抗匹配性能,显著提高了天线的辐射效率.仿真和测试结果均表明:准八木天线有效地实现了超宽带、小型化、高增益,并且在水平方向上天线的能量辐射范围比较大,而在垂直方向上能量辐射相对集中,从而在远距离地面通信中有效增加了辐射能量的利用率,可以实现定向远距离地面宽带通信.     

一种宽波束微带贴片天线的实验研究

介绍了一种新型的宽带宽波束相控阵天线单元.对该天线单元,分析了天线各结构参数对天线驻波特性及方向图特性的影响.用HFSS 8.0仿真软件进行了有效的优化,并加工测试了一个单元,给出了测试结果,且与仿真结果吻合较好,验证了该天线单元的宽带及宽波束特性,实测波束宽度在E面和H面都达到110°,天线驻波比小于1.5的相对带宽达到48%.     

UHF RFID阅读器中相控阵天线的设计

为使阅读器在有限功率输出的情况下识别距离远和覆盖区域广,提出了一种新的天线设计方案,即采用相控阵天线实现阅读器空间区域的波束扫描,天线单元辐射贴片与地平面开槽,阵元尺寸减小51%左右,进而减小了天线阵列总尺寸.实际测量结果与仿真分析吻合,该相控阵天线可以工作在902~928 MHz,最大增益为16.05 d Bi,主波束扫描范围达到±50%,可以有效地扩大阅读器的识别区域.     

添加覆盖层的宽带微带贴片天线

分析设计了一种添加介质覆盖层的宽带微带贴片天线,该天线为2×4微带阵列天线。在宽带单个单元微带天线的基础上,采用合理的匹配网络,组成宽带微带阵列天线。用IE3D软件进行仿真,并且给出了本天线与一不同匹配网络的2×8阵列天线的结果比较,说明添加覆盖层以及利用合理的匹配网络可增加微带天线的带宽。     

宽带高增益环形圆极化微带天线

为了展宽环形切缝微带天线的轴比带宽,设计了两款新型具有宽频带特性的单馈环形圆极化微带天线。通过在环形辐射贴片上开横向槽扰动贴片上的表面电流分布,激励两个幅度相等、相位相差90°的工作模式,实现圆极化波辐射。实验结果表明,圆形环和方形环圆极化天线的工作频段分别在3.74 ~ 3.98 GHz (轴比带宽约为6.2%)和3.80 ~ 4.04 GHz (轴比带宽约为6.1%)频段具有良好的圆极化特性,其轴比小于3 dB,且电压驻波比小于2。另外,在工作频段内,两款天线测试的峰值增益均大于10.0 dB。     

圆柱共形全向微带缝隙天线阵的设计

该文设计了一种圆柱体表面共形的全向微带缝隙天线阵.该天线采用低剖面缝隙天线作为阵列单元,利于实现共形;采用H形缝隙对天线单元进行小型化设计,以实现较小间距的组阵,从而获得较好的方向图不圆度.对提出的天线进行仿真设计及优化,获得了5.35％的相对带宽,仿真增益达到4.2dBi,H面不圆度≤1.5dB.     

阻抗型FSS在阵列天线RCS减缩中的应用

设计了一种环状阻抗型频率选择表面吸波结构,并对其单元的电磁特性进行了详细分析.在此基础上将该阻抗型频率选择表面吸波结构应用于微带阵列天线雷达散射截面的减缩中.阻抗型频率选择表面结构由周期排列的频率选择表面单元组成,每个单元均由3个阻抗环构成,阵列天线为2×2的微带贴片天线阵,并将阻抗性频率选择表面结构排列在阵列天线单元之间.仿真结果表明,该结构可在6~22GHz频段内表现出良好的吸波特性.将其加载于微带阵列天线时,对天线的辐射特性产生的影响较小,且天线的单站雷达散射截面减缩效果明显,最大减缩量可达27dB,实现了宽带、宽角域的天线雷达散射截面减缩.     

基于BP神经网络矩形微带天线谐振频率预测

谐振频率是微带天线的重要技术指标,建立合适的数学模型以获得微带天线精确的谐振频率,在微带天线的设计中至关重要,通过BP神经网络建模的方法对天线谐振频率进行预测.以一款谐振频率为2.4 GHz的矩形微带天线为分析算例,通过HFSS软件的仿真计算,获取了大量的天线样本,在此基础上建立了矩形微带天线的BP神经网络模型,并预测出不同结构参数下5个矩形微带天线的谐振频率.再将这5个天线的结构参数输入HFSS软件,用HFSS软件对这些天线进行仿真得到其谐振频率,比较结果证明采用BP神经网模型预测得到的天线谐振频率与HFSS仿真结果间误差很小,说明神经网络预测得到的天线谐振频率有效,本文的设计方法可行,效果良好.     

一种双圆极化宽带天线及其阵列应用

该文设计了一种双圆极化宽带天线单元,并在此基础上实现了小型阵列天线。单元天线为层叠型微带天线,其辐射贴片的四周寄生了环形金属带和金属柱以拓展波束宽度。另外,为了满足双圆极化要求和拓展天线带宽,天线采用电桥进行馈电。天线单元的10 dB阻抗带宽为26.9%(1.8～2.36 GHz),3 dB轴比带宽为19.3%(1.92～2.33 GHz),方向图半功率波束宽度大于110°。对非规则的五单元面阵进行了研究。测试结果表明,该天线阵的合成增益高于11.5 dBi,±55°扫描增益高于9 dBi,仿真和实验结果一致性较高,为宽带卫星通信的应用奠定了基础。     

超宽带天线的一种设计方法

根据电磁场理论提出了一种用于无线通信的微带贴片天线设计方法．根据天线的工作频带,对天线进行结构设计及辐射结构的等效电路分析．为了验证该天线结构参数的有效性,对该天线进行有限元仿真、相关结构参数优化,以达到带宽和辐射最优的目的．经实际制作和测试,结果表明,该天线的阻抗带宽(10dB回波损耗)可达10GHz(2.0～12.0GHz),倍频带宽高达6,其带宽是十字交叉单极子天线带宽的3倍之多．此外,该天线在工作频率内具有良好的全向辐射特性和增益水平,天线结构简单,性能稳定,实用性强．     

Efficient Soft-Decision Maximum-Likelihood Decoding of BCH Code in the GNSS

Soft-decision decoding of BCH code in the global navigation satellite system( GNSS) is investigated in order to improve the performance of traditional hard-decision decoding. Using the nice structural properties of BCH code,a soft-decision decoding scheme is proposed. It is theoretically shown that the proposed scheme exactly performs maximum-likelihood( ML) decoding,which means the decoding performance is optimal. Moreover,an efficient implementation method of the proposed scheme is designed based on Viterbi algorithm. Simulation results show that the performance of the proposed soft-decision ML decoding scheme is significantly improved compared with the traditional hard-decision decoding method at the expense of moderate complexity increase.     

一种紧凑型多频段手机内置环形天线的设计

设计了一种应用于GSM850/900/GPS/DCS1800/PCS1900/UMTS2100多频段移动通信制式的紧凑型手机内置环形天线.整个天线结构包括一个弯折线形的折叠环形辐射体和T型背面耦合单元,其中环形辐射体由连接至微带馈线的T型单元通过电磁耦合机制激励.整个结构尺寸为114 mm×61.6 mm×6 mm,其中环形辐射体仅占空间61.6 mm×15 mm×6 mm,结构紧凑,适合满足移动手机狭小的空间要求.使用HFSS仿真软件设计和优化天线,并构建一个实际的测试模型.测量结果和仿真结果吻合良好,表明此天线能够满足实际需求.     

基于遗传算法的MIMO天线阵优化

将一种改进的遗传算法用于MIMO天线阵的优化,分析了容量与相关性的关系。在均匀线阵与均匀圆阵的相关性模型上,比较达波角、扩展角及天线间距对于相关性的影响。运用遗传算法,对构建的相关系数组成的矩阵进行分析,给出定长非均匀4元线阵与圆阵在最小相关性下的天线阵分布。