一种单层贴片式双频双极化滤波天线

设计了一种单层式跨频段双频双极化滤波天线。该天线在同一平面上的高频低频辐射贴片共用一个馈电端口,且均可以在两个垂直方向馈电实现交叉方向的线极化辐射。该天线通过在馈电点与低频辐射贴片之间插入一个低通滤波器,明显提高了高频辐射贴片的交叉极化隔离度。研究结果表明,带滤波结构的天线在两个频率点的反射系数小于-20 dB,4.9 GHz的最大增益大于4.8 dBi,26 GHz的最大增益11.7 dBi,〖JP2〗两个辐射频率的辐射方向图均体现良好的线极化特性,且主极化比交叉极化大20 dBi。该天线可作为未来微波与毫米波共用的5G通信终端天线或5G通信基站的MIMO天线阵元,相关技术和结论对于研制一体化集成的双频交叉极化相控阵天线也有重要参考价值。     

一种高隔离度的双倒L形双频MIMO天线设计

研究了一种微带线馈电的双倒L形双频MIMO印刷天线结构,通过在倒L单极子结构上加载一条倒L形地板枝节,实现了天线的双频特性;通过在天线单元之间加载一条T形去耦枝节,有效提高了天线单元之间的隔离度。实验结果表明,天线在S11≤-10 dB时,工作频段分别为2.39~2.53 GHz和4.92~6.15 GHz,相对带宽分别为5.7%和22.2%,工作频段内隔离度均大于18 dB。此外,天线整体辐射特性较好,结构简单并易于制作,可应用于WLAN无线通信系统。     

采用新型馈电结构的双频宽带导航天线设计

基于新馈电结构,设计了一款覆盖全球四大卫星导航系统的双频宽带贴片天线。采用了一种四分八馈电线路,以8个同轴馈电探针两两相连的方式将两路天线馈电信号合为一路,有效简化了馈电网络的复杂性,同时保证了天线辐射的增益、带宽和轴比性能。该双频辐射贴片单元采用正八边形层叠式结构设计,并在每个天线单元边缘对称添加两组矩形调谐单元,有效增加了天线辐射的波束带宽。该双频天线单元在高频1.482~1.617 GHz（波束带宽155 MHz）和低频1.191~1.252 GHz(波束带宽61 MHz）频段范围内,都能保证良好的辐射增益;高低频的3 dB轴比带宽为-130°~130°,具备良好的圆极化性能。经实物样机对比测试分析,实测结果与仿真结果基本吻合。     

一种高隔离度的双阻带超宽带MIMO天线设计

针对无线通信系统中的超宽带传输要求,设计了一种以FR4为基板的高隔离度的双阻带超宽带MIMO天线。天线由两个辐射单元组成,两个天线辐射单元结构相同,采用了微带馈电的馈电方式。该MIMO天线单元为U型的超宽带单极子天线,通过在天线单元上刻制两个U型槽,使得在天线的工作频率上添加了用于WiMAX和WLAN的阻带。在两个单元天线中间,引入了一条T型地板枝节作为隔离结构,用于改善MIMO天线的隔离度。经网络矢量分析仪测试结果表明,该天线覆盖在2.44～10.75 GHz,且隔离度全部低于-22 dB,拥有较高的隔离度,最大增益为6.76 dB,在实际工程应用当中可以满足UWB无线通信的要求。     

4.9 GHz小型化集成相控阵天线设计

设计了一种相位控制和馈电一体化的8×8相控阵天线。将多路微带线功分器和移相器芯片集成于同一片电路板作为馈电网络并压合于阵列天线背面,形成了单端口馈电的64单元集成相控阵天线。该相控阵天线整体厚度仅2.25 mm,馈电端口至天线单元之间没有任何连接电缆,具有低剖面小型化和一体化的显著优点。电磁仿真结果显示,4.9 GHz的回波损耗小于-25 dB,最大增益为22.5 dB。此外,主极化和交叉极化隔离度为30 dB,主波束可实现-58°~62°平面扫描,具有较好的交叉极化和波束宽角域连续扫描特性,可应用于5G移动通信小型基站。     

一种应用于WLAN 的双频对称型单极子天线

设计了一种应用于无线局域网的由共面波导馈电的双频单极子天线。该天线在2.45 和5.5 GHz 频率下谐振,其(10 dB)阻抗带宽分别为2.40～2.52 GHz 和4.80～7.30 GHz,覆盖了无线局域网2.4/5.2/5.8 GHz 的工作频带。另外,在工作频带内,还获得了良好的全向辐射方向图和天线增益。     

应用于物联网MIMO天线的双频谐振解耦结构

提出了一种用于双频MIMO天线的谐振器去耦结构。通过双频单极子MIMO天线对该解耦结构进行验证。双频单极子天线分别工作在低频2.4GHz和高频5.8GHz。 双频解耦结构在低频段主要是采用两个反向的π型微带谐振器解耦,高频段主要是采用π型缝隙谐振器解耦。天线采用微带线馈电,解耦谐振器与天线地板印刷在PCB同一面,结构紧凑易于与系统集成,可以广泛应用于物联网通信系统中。 实测结果：双频谐振器去耦结构实现隔离度高于22dB,单极子天线阻抗带宽分别为2.0GHz-3.0GHz和5.0-6.0GHz（S11<-10dB）,低频段增益最大增益点1.5dBi,高频段最大增益点3dBi。     

高端口隔离度双极化贴片天线设计

针对WLAN的MIMO系统应用要求,并缩小天线所占据的空间,设计具有高端口隔离度的双极化贴片天线。采用共面带状线馈电的环形贴片和微带馈电单极贴片相结合形式,利用环形辐射元与单极子辐射元产生正交线极化的特点,实现双馈双极化天线。实验结果显示,所设计天线的工作频带范围为2.27~2.73GHz,端口隔离度在31dB以上。同时,单极结构辐射元主极化要比其交叉极化大25dB以上,环形结构辐射元在较大空间范围内其主极化比交叉极化大23dB以上。这表明所设计双馈双极化天线具有较高的端口隔离度,且有良好的极化纯度。通过结构参数调整,还可望同时覆盖5.8GHz频段,以满足IEEE802.11n标准要求。     

一种地面开槽的双频宽频单极子天线

针对无线通信应用,设计了一种双频单极子天线,天线由共面波导馈电。天线的整体尺寸为30 mm×25 mm×0.8 mm,基板选用FR4。天线在平面单极子的基础上,通过在共面波导地平面上开槽,实现了双频特性;同时采用具有渐变结构的单极子贴片,实现了在较宽频带上良好的阻抗匹配。采用HFSS仿真软件对天线进行仿真,仿真结果表明:天线具有单极子天线的辐射特性,天线带宽较宽,在3.01~6.1 GHz反射损耗小于-10 d B,相对带宽达到了67.8%,工作频段覆盖了3.5/5.2/5.5/5.8 GHz频段。天线具有较好的全向辐射方向图和增益,其尺寸小、结构简单和易于加工,能够广泛用于WLAN和WiMAX通信系统中。     

一种基于倒“T”形贴片结构的WLAN天线设计

提出了一种基体背面有电磁带隙结构的倒“T”形双频微带天线。研究发现该天线具有双频带特性,其双频工作频率分别为2.4 GHz和5.2 GHz,相应的带宽为805 MHz (2.099~2.944 GHz) 和831 MHz (4.568~5.409 GHz),增益达到3.1 dBi。仿真和测试结果基本吻合,表明该天线可以很好地满足WLAN工作频段标准要求,具有很好的应用前景。     

新型圆环嵌套多频印刷天线

提出了一种具有多频特点的新型圆环嵌套印刷天线,该天线由不同直径的圆环嵌套得到。通过电磁仿真软件CST Microwave Studip进行仿真研究,结果表明嵌套圆环的外径、宽度和嵌套数目可以对其通频带中心频率、频带宽度和通频带数目进行控制。设计出了具有2．4GHz,3．5GHz,5．2GHz,5．8GHz四个通频带的共面波导馈电的单极印刷天线和以平衡微带线馈电的对称振子天线。制作了天线实物并在微波暗室中进行测试,测试结果与仿真吻合较好,该天线具有近似独立的频率可控性和较小的尺寸,可用于WLAN和WiMAX等领域。     

Development of Multi-Broadband Planar Wire Antennas for Wireless Applications

A new type of multi-broadband antennas is developed for wireless applications. The broadband performance of this type of antennas is achieved by introducing a small gap on a wire loop while the multi-band operation is realized by simultaneously exciting one or more additional wire elements. Three antenna configurations are investigated for single-, dual-, and triple-broadband operations. The dual-broadband operation is obtained by employing a combination of a loop and a monopole. The triple-broadband antenna consists of a loop, a monopole, and an inverted-L structure. It is demonstrated that the multi-broadband antennas can achieve a bandwidth of 30% in the 1GHz band, 50% in the 2 GHz band, and 40% in the 5 GHz band, which cover the frequency bands for AMPS/PCS, GSM/DCS, PDC/PHS, and IMT-2000 mobile communications as well as for 2.4-GHz and 5-GHz wireless applications.     

应用于WLAN/WiMAX的三频单极子天线设计

设计了一种三频段L型单极子平面天线,通过3个L型单极子天线的组合,使其中一个单极子天线工作于3.5 GHz频段,较长一个单极子工作于2.4 GHz频段,较短一个单极子工作于5.8 GHz频段,该天线与其他三频段平面天线相比,结构更为简单。为数值分析和优化,在HFSS建立了该天线的电磁仿真模型,仿真结果表明,该三频段天线在其3个工作频段内的回波损耗都＜-10 dB,实现了2.4 GHz,3.5 GHz和5.8 GHz 三频段同时工作。该天线可在WLAN和WiMAX通信系统中得到良好的应用。     

共面波导馈电的频率可重构印刷单极子天线

提出了一种间接改变天线辐射体长度的方法。该方法通过改变天线馈线中地导体的长度,间接地改变天线辐射体的长度,有效避免了有源开关对天线辐射性能的影响。为验证此方法,设计了一个共面波导馈电的频率可重构印刷单极子天线,该天线利用PIN二极管来改变馈电端地的长度。实验结果表明:控制开关的工作状态,可使天线的谐振频率发生明显的变化。相应的中心频率分别为1.9 GHz和2.3 GHz,相对阻抗带宽分别为20.8%和17.2%。     

Miniaturized integrated antennas for far-field wireless powering

This paper describes a series of high-efficiency miniaturized antennas of different sizes that can be integrated with the same wireless-powered RFID chip. Since this RFID chip has power scavenging capability in different ISM bands, several integrated on-chip and off-chip antennas in the three ISM bands of 900 MHz, 2.4 GHz and 5.8 GHz are designed, including one antenna integrated on chip. All proposed antennas are derived from a new planar antenna structure which can be designed toward arbitrary input impedance within a given area constraint. The measurement results for the presented antennas show a different read range. The resulting read range versus antenna size diagram specifies the best operating frequency band for a given read range and occupied area. Though this diagram depends on the chip's specifications like the power-on sensitivity and input impedance, it can be generated for any chip. In addition, the measurement results concerning read range and radiation patterns for the proposed antennas are presented and compared with simulation results, showing very good agreement.     

Macro-micro frequency tuning antenna for reconfigurable wireless communication systems

A small-sized (radiator sime10times8 mm) microstrip monopole antenna for reconfigurable macro-micro frequency tuning is presented. The proposed antenna operates in WiBro (2.3-2.4 GHz) and WLAN 802.11a/b (2.4-2.48 GHz/5.15-5.35 GHz) service bands with a constant antenna gain. Two frequency tuning diodes, a pin diode and a varactor, are incorporated into a meander type radiator. The pin diode is used for frequency switching (macro-tuning) between 2 GHz band and 5 GHz band. In addition, the varactor is used for frequency tuning (micro-tuning) within wireless service bands (2.3-2.48 GHz and 5.15-5.35 GHz) to produce constant antenna gain     

应用于WLAN的宽频带天线设计

为了设计出可以覆盖无线局域网WLAN的2.4GHz,5.2GHz,5.8GHz三个频带的天线,采用一种结构简单的宽带双频共面波导馈电的单极子天线。该天线由一个平面倒L形和一个倒U形贴片连接构成,实际加工制作了一个天线并且实测了S11参数,结果表明该天线具有两个独立的谐振模式,并且在应用范围内具有良好的阻抗匹配特性。     

一种新型超宽带陷波天线的设计

提出了一种新型超宽带(UWB)陷波天线,该天线的结构由常规的圆形单极子天线演变而成。为获得超宽带特性,天线的辐射体被设计成渐变的笑脸形状。同时,通过在辐射贴片上开C形槽来实现陷波特性。合理选择C形槽的尺寸可有效去除超宽带频段内的无线局域网WLAN(5.150~5.825GHz)的干扰。仿真结果表明,天线在4.91~6.07GHz处形成了阻带特性(电压驻波比VSWR>2),天线结构新颖简单,适用于超宽带通信系统。