一种用于5G MIMO 系统的宽带高增益圆极化天线

为提升5G无线通信系统容量,设计了一款基于V 形缝隙耦合馈电的宽带高增益圆极化天线。该天线采用双层辐射贴片结构,拓展天线的阻抗带宽,并分别在辐射贴片和寄生贴片上刻蚀一对半径不等、位置正交的双圆形缝隙,有效改善了天线的圆极化特性。通过加载平板反射器提高天线的前后比,实现良好的定向辐射。实测结果表明,驻波比小于2的阻抗带宽为53.55% (2.27~3.93 GHz),在半功率波束宽度范围内轴比小于3 dB,轴比带宽为27.38%(2.9~3.82 GHz),在工作频带内实测的天线平均增益达到8.22 dBi。该天线适合作为5G多天线系统中的智能天线单元进行自适应波束赋形。     

基于谐振式反射器的脑活动探测天线设计

设计了一款用于脑活动探测的超宽带定向天线。该天线采用了平面菱形单极天线的宽频带特性,通过缺陷地结构实现小型化。为了增强天线的定向辐射能力,设计了一种花瓣形谐振式反射器,在较宽频带内产生同相反射,并可减少剖面高度至0.1λ0。该天线整体结构具有尺寸小、重量轻的特点。对天线结构进行仿真优化并加工实测,测试结果与仿真的一致性表明了该天线具有超宽带的特点,实测阻抗带宽为0.91~2.42 GHz(91%),且远场方向图表明了天线具有良好的定向性能,因而该天线可以应用于人脑活动探测等领域。     

三角形栅格矩形径向线螺旋阵列天线的设计

为了提高矩形径向线螺旋阵列天线的极化和匹配性能,将顺序旋转相位技术应用于天线的设计中,提出了一种12单元三角形栅格矩形径向线螺旋阵列天线(子阵).螺旋天线作为单元天线.设计结果表明:天线具有较高的口径效率和良好的匹配特性,能在一定频带内实现微波的圆极化定向辐射,将多个子阵组合就可以构成高增益的大型阵列.同时,通过对子阵的特殊设计,使其具有较高的功率容量,为高功率微波的定向辐射提供了新的技术手段.     

具有陷波特性梯形印制单极超宽带天线

设计了带三角形槽梯形辐射元和阶梯接地面的30 mm×30 mm印制单极超宽带天线原型.实验结果表明,原型天线驻波比小于2的阻抗带宽为2.8 GHz～12.81 GHz,频带内天线具有全向辐射特性,增益变化平坦,相位中心稳定.通过对原型天线振子体的缝隙加载,实现了具有带阻特性的陷波超宽带天线,其驻波比大于3的陷波频带为4.8 GHz～6.0 GHz,陷波频带内最高增益抑制为9 dB,而其他频段性能与原型天线基本一致.     

渐变共面波导馈电的新型超宽带印刷单极天线

以实现小型化超宽带印刷天线为主要目的,提出了两种超宽带印刷单极天线,分别为改进的椭圆盘单极天线和新型半椭圆盘单极天线.仿真和实验结果表明所设计天线具有期望的超宽带阻抗特性,且在工作频段内可实现较稳定的全向辐射.     

宽带高增益圆极化天线

设计了一种宽带高增益圆极化天线。天线采用双同轴线激励以及威尔金森功分器和90°相位比较器的馈电网络形式实现了天线的宽带圆极化特性。该馈电网络形式能在较宽的频带范围内保持稳定的幅度和相位。通过在蝶形天线外围引入方形环,增加了天线的有效辐射面积,从而显著提高了天线的增益。测试结果显示,该圆极化天线VSWR<1.5的阻抗带宽达到63.6%,3 dB轴比带宽达到66.7%,且在1.1~1.6 GHz频段范围内,右旋圆极化增益＞9.4 dB。     

一种带滤波功能的圆极化可控阵列天线

提出了一种带滤波功能的2′2圆极化可控阵列天线,采用探针对每个辐射贴片进行馈电,通过控制辐射贴片的激励相位和极化,实现整个阵列天线的圆极化特性。嵌入在阵列天线馈电网络中的耦合谐振器对保证了馈电网络在幅度响应上呈现滤波特性的同时,在相位上控制每个辐射贴片激励端口处的信号相位在-90°和90°之间变化,同时结合90°移相网络,可实现对整个阵列天线左旋圆极化(LHCP)和右旋圆极化(RHCP)的控制。实测结果表明:该阵列天线能控制辐射的圆极化特性,并获得优异的LHCP和RHCP特性;在两种极化状态下,阵列天线工作频带内均具有较为平坦的增益特性,平均增益为10.4 dBic,带外增益特性呈现较好的滤波特性,在远离通带上、下边带100 MHz 处增益抑制均达到8.6 dB以上。     

基于环形极子的太赫兹超宽带圆极化阵列天线

以方环单极子天线为基础,设计了一种太赫兹频段超宽带圆极化微带阵列天线。提出的新型低剖面环形天线单元由C型结构和改进后的接地结构组成,实现了天线表面电流不对称流动以及电流的最优纵横比,辐射圆极化波;采用2×4天线阵列不仅提高了天线增益,而且增强了其方向特性。仿真结果表明,该阵列天线的阻抗带宽为67.42%(193.86~391.02 GHz),圆极化轴比带宽可完全包含该频段,且在该频段内峰值增益为15 dBi,在太赫兹通信设备中具有广阔的应用前景。     

宽带平面直角双频单极天线

对于超宽带系统,需要具备可工作频率为3.1~10.6GHz的宽带天线。本文介绍了四种宽带平面单极天线,分别为圆形平面单极天线、平面直角单极天线、平面双频单极天线和平面直角双频单极天线。其中平面直角单极天线兼具宽频和全向特性,平面双频单极天线和平面直角双频单极天线在两个谐振点都具有宽带特性,平面直角双频单极天线在整个频带内水平面的辐射方向图几乎都可以达到全向。     

一种结构紧凑的八木-宇田圆极化天线

基于八木-宇田概念提出了一种使用多节印刷方环谐振器的紧凑型圆极化天线。该天线一共有8节(节与节之间有空气隔开):1个反射器,1个激励振子和6个引向器。局部接地的开槽贴片耦合器集成在激励振子的方环谐振器内部,以激励环形谐振器的2 个正交线极化基模,从而实现圆极化辐射。为了获得高定向性圆极化辐射方向图,采用印刷在底部介质板上的折叠方环作为反射器,并将6个方环作为引向器放置在激励振子的顶部。设计、加工并测试了一个工作在440 MHz 的原型天线,测试结果与仿真结果表现出良好的一致性。由于开槽贴片耦合器和折叠方环反射器的小型化,使该天线的横向尺寸仅为约l₀/4′l₀/4。     

一种基于蝴蝶结型的天线单元的设计与实现

介绍了一种基于蝴蝶结型天线形式的天线阵天线单元的设计,蝴蝶结型天线具有形式简单、频带宽、交叉极化低和增益高的优点。通过电磁仿真软件计算了天线的驻波比和方向图随频率的变化规律。分析表明,该文中的天线单元超宽带、全向,满足驻波比的要求,具有良好的应用前景。     

3种不同馈电方式的半球面螺旋天线分析

基于曲线基函数的矩量法分析了中心馈电、侧边馈电和顶端馈电的半球面螺旋天线的辐射特性。结果表明,半球面螺旋天线具有较好的阻抗特性和方向图特性,具有较宽的圆极化带宽。顶端馈电的半球面螺旋天线具有较宽的增益带宽,其辐射波束的角度比较宽。半球面螺旋天线具有更低的剖面,可以稳定地固定于反射板上,稳定性强,更加具有实际应用价值,在卫星通信领域有着巨大的应用前景。     

八木微带天线的设计与研究

对八木微带天线进行了研究。仿真设计一种宽带宽波束圆极化八木微带天线,在中心频率上实现了波束由侧射向端射偏转26°,频率带宽达800MHz,0dB主波束宽度为110°;采用Wilkinson微带功分器产生两路幅度相等相位相差90°信号对天线进行馈电,实现了圆极化。同时研究了在设计天线中参数对于八木微带天线主波束偏转角度的影响,得出了偏转角度随各参数变化的一般规律。     

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。     

一种新型圆极化UHF通用型RFID读写器天线

面向超高频(UHF)通用型射频识别(RFID)读写器天线的应用需求,设计了一款完全覆盖全球UHF(840-960MHz)频段的RFID圆极化读写器天线。天线采用平面缝隙贴片结构,以共面波导(CPW)馈电方式实现宽频带圆极化特性。测试结果表明,天线的阻抗带宽为735-1014MHz(S11<-10dB),相对带宽31.9%,并且在840-960MHz频段内S11<-20dB,3dB轴比带宽为838-1134MHz,相对带宽30.0%,工作频带内有大于3.5dBi的平坦增益。仿真结果与测试结果基本吻合,天线结构精简,易于加工,满足全球UHF RFID读写器天线的应用需求。     

多频段背腔式半模基片集成波导弯折缝隙天线

针对需要安装在金属平台上的天线应用,提出了一种具有定向辐射特性的新型多频段背腔式半模基片集成波导缝隙天线。利用半模基片集成波导谐振腔的多模式特性实现了该天线多频段工作,通过在谐振腔的金属顶面蚀刻弯折形状的缝隙实现对外辐射,并可以通过调整弯折缝隙尺寸参数来减小天线尺寸。仿真和测试结果表明,该天线能同时工作在5.7/10.7/11.9/12.5/13.1GHz,且在这5个频段的最低增益大于6.7 dBi。天线具有便于和平面电路集成、体积小、结构简单、成本低等优点,具有一定的工程应用价值。     

小型化缝隙加载圆极化及宽带微带贴片天线设计

提出了一种十字形缝隙加载的小型宽带及圆极化微带贴片天线的设计方法。该天线通过在方形贴片上加载一个大尺寸的十字形缝隙实现天线的尺寸缩减,介质基片采用由FR4和空气层组成的层叠结构,在缝隙中嵌入L型枝节,只需通过调整枝节上同轴线馈电点的位置来获得圆极化或宽带阻抗匹配。ANSYS HFSS仿真分析表明,天线的圆极化带宽（AR≤3 dB）为1.7%,阻抗带宽（VSWR≤2）为5.8%,天线在宽带范围内具有稳定的增益,峰值增益为7.8 dB,同时贴片面积缩减了52.3%。改变馈电点的位置可调节两个谐振频率使天线阻抗带宽达到9.4%,比传统的微带贴片天线阻抗带宽提高了114%。     

双层宽频微带天线的设计

微带天线的窄频带特性是限制其广泛应用的重要原因之一,因此,如何展宽微带天线的带宽的问题一直受到研究人员的关注。通过采用双层多贴片及在两贴片之间加入空气层的结构来达到增加微带天线带宽的目的。此外,利用微带线进行正交馈电,在满足宽频带的同时,也实现了天线的圆极化。由贴片间的谐振耦合作用,该天线的频带展宽为11.04%（VSWR≤2）,且增益达到了5.2 dB,可以在1.206～1.346 G的L波段内工作。