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。     

三角形嵌套多频单极印刷天线的仿真与实验

设计了一种三角形嵌套结构的具有四个频带的多频天线,该天线由三个三角形金属环和一个三角形金属片形成的辐射单元嵌套构成,四个单元共用一个顶点,可通过共面波导进行馈电。应用电磁仿真软件CST进行仿真分析,结果表明多频天线的频带个数、中心频点和带宽是由嵌套三角形的个数、高度和顶角角度控制,且各频点与相应单元的高度之间具有一致的规律。仿真设计了2.4GHz、3.5GHz、5.2GHz和5.8GHz四个频带的多频三角形分形嵌套单极印刷天线,并制作了天线实物进行实验验证。研究表明,三角形分形嵌套天线通频带可控性良好,且尺寸较小,易于制造,可广泛应用于WLAN/WiMAX等领域。     

基于分形的多频微带天线设计

在分形的理论基础上,结合扇形循环嵌套元素,文章设计出了一种具有多频带的小型微带天线。以等腰梯形作为共面波导的金属地板中间馈电极大地提高了该天线的辐射性能,其包含了3个通频带,覆盖WLAN/WiMAX的工作频段,即2.44GHz/3.5 GHz/5.2—5.8 GHz。在该工作频段,利用HFSS软件测量方向图、反射损耗和阻抗等性能,各频率点的方向图均实现了H面全向,并且反射损耗较低。此外,该天线的小型化特点及其分形嵌套设计思想可以广泛应用于其他领域。     

可用于物联网的高隔离度双频MIMO天线

设计了一种高隔离度双频多输入多输出（MIMO）天线,该天线覆盖2.4 GHz和5 GHz无线局域网频带,可以应用于移动物联网之中。天线包含两个相同的辐射单元天线,采用微带馈电的方式进行馈电。单元天线使用单极子天线作为基本辐射器,其包含一根长的和短的单极子天线,分别谐振在低频和高频频段。通过在两个单元天线中间加载T型隔离器提高了单元天线之间的隔离度。天线的辐射振子、馈电以及T型隔离器都印刷在同一块微波板材上,从而方便了天线的制作和加工。仿真结果表明,该天线在1.9~2.8 GHz以及4.7~6.2 GHz频带范围内能实现良好的双频工作特性,天线隔离度近20 dB,可以广泛应用于物联网系统中。     

一种新型低剖面、双频、双极化宽频带阵列天线的研究与设计

设计了一种结构新颖的双频、双极化基站阵列天线并进行了仿真和实验研究。双频阵列由采用新型印刷金属圆弧耦合馈电的圆环天线(低频)与交叉微带印刷振子(高频)嵌套构成。首次采用印刷金属圆弧耦合馈电拓宽了圆环天线带宽,并利用反相馈电技术提高了端口隔离度(<-28dB)、加强了方位面方向图的对称性、降低了交叉极化电平;对在双频结构中受影响较大的高频阵元进行了相位误差分析;最后给出了整个双频阵列的实测结果,与仿真理论值吻合较好。该阵列天线具有宽频带(806~960MHz、1710~2170MHz)、低剖面(35mm)、高极化隔离、结构紧凑、方位面波瓣恒定(65±6°)等优点,适合用于双频基站系统或星载/舰载通信系统。     

具有陷波特性的超宽带印刷天线设计

设计一种具有陷波特性的超宽带印刷天线,天线采用圆形金属贴片作为辐射单元,采用微带线进行馈电,通过在贴片上开四个对称T形槽来实现陷波功能。利用仿真软件HFSS10．0对其进行计算,对天线的阻抗特性、方向图和增益进行了研究。运算结果表明,该天线在2．26～4．94GHz和6～11．68GHz的工作频带范围内电压驻波比（VSWR）小于2;在4．94～6GHz的阻带范围内具有良好的陷波特性;在阻带中心频率（5．48GHz）处,电压驻波比高达40。     

一种新型共边矩形环嵌套的分形多频天线设计

提出了一种新型分形结构的天线,该分形结构由多个共用一条边的矩形环嵌套构成。由于结构的自相似特性,使天线能够在多个频段工作。研究表明,天线的通频带个数由分形结构的矩形环个数控制,且各谐振频点与相应辐射单元的尺寸密切相关。设计了能同时工作在蓝牙、WLAN和WiMAX频段的三频天线,天线仿真的谐振频点分别为2.44GHz、3.55GHz和5.59GHz,相应的带宽分别为7.0%(2.35GHz-2.52GHz)、15.0%(3.28GHz-3.81GHz)和30.1%(5.13GHz-6.95GHz)。实物的测试结果与仿真结果基本吻合,符合设计要求。     

半模基片集成波导馈电的对数周期偶极子天线

设计并研制了一种基于半模基片集成波导(Half-mode Substrate Integrated Waveguide:HMSIW)馈电的单层宽带印刷对数周期偶极子阵列(Printed Log-Periodic Dipole Array:PLPDA)天线.对数周期偶极子阵列(PLPDA)天线具有频带宽、剖面低、重量轻等优点,但是其馈电需要平衡线结构.半模基片集成波导具有平面集成、主模带宽宽、损耗低、尺寸小等优点,同时自身天然具有平衡结构.文中设计并制作了工作频率为15GHz～40GHz的HMSIWPLPDA天线,测试结果和仿真结果吻合.     

一种小型化多频段天线的研究

针对移动终端小型化多功能的要求,研究了一种小型多频工作的天线。该天线由两部分构成,分别馈电,实现了无线通信中天线的小型化和多频段的要求。对其进行了仿真和测试,结果表明该天线可工作于850MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz及2．4GHz 5个频段,覆盖频段较宽,性能较好。     

基于CMOS工艺毫米波宽带片上天线

设计了一种基于0.18μm互补金属氧化物半导体（Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS）工艺的94GHz频段宽带片上天线。该天线采用改进的单极子天线形式,以实现较宽的阻抗带宽。天线馈电形式采用共面集成波导（CPW）馈电结构,该结构便于毫米波天线探针台测试系统测试。此外,通过采用全波仿真软件HFSS,对天线衬底尺寸对天线阻抗和辐射性能的影响进行对比分析。所设计的天线工作频带（|S11|≤-10dB）为74~117.6GHz,94GHz频点处的增益为1.35dBi。该天线具有工作频带宽、辐射性能好等特性,可实现天线与IC芯片的一体化片上集成,满足宽带无线通信系统或毫米波雷达系统高集成度、小型化的应用需要。     

一种新型宽带双圆极化天线的研究与设计

本文提出了一种新型的sinuous天线单元与其馈电网络结合起来实现宽带及双圆极化的设计方案。文章分别对sinuous天线单元及馈电网络的基本原理及设计方法进行了介绍。并对天线单元和馈电网络进行了仿真分析和优化设计。结果表明,所设计的天线和馈电网络在工作频带2.0~2.3GHz内具有良好的电性能。     

共面波导馈电的带阻UWB天线设计

提出了共面波导(CPW)馈电平面圆形单极子带阻超宽带(UWB)天线的设计方法,采用该方法设计的天线满足超宽带无线通信所要求的3.1 GHz~10.6 GHz的频带范围,通过在圆形贴片上添加U形和弧形缝隙,可分别实现4.75 GHz~5.96GHz范围内和4.8 GHz~6.2 GHz范围内电压驻波比VSWR≥2的带阻特性,均避免了5 GHz无线局域网的干扰。采用电磁仿真软件CST进行了天线的方向图绘制,仿真结果表明该设计可行。     

基于SICL的宽频带毫米波多波束阵列天线设计

为实现第五代移动通信技术(5G)毫米波阵列天线的多波束扫描,提出了一种基于基片集成同轴线(Substrate Integrated Coaxial Line, SICL)的宽频带毫米波多波束阵列天线。多波束阵列天线主要包括基于SICL的宽频带毫米波罗特曼透镜和基于SICL馈电的宽频带磁电偶极子天线,罗特曼透镜腔体采用平板波导结构,移相段采用非色散结构SICL,设计了一种平板波导透镜腔体和SICL移相段的宽频带匹配结构实现宽频带罗特曼透镜。采用SICL耦合馈电的宽频带磁电偶极子天线作为多波束阵列的辐射单元,易于直接与基于SICL的罗特曼透镜连接使用,可实现宽频带波束扫描。基于此设计了一种7个波束端口、9个阵列单元的宽频带多波束阵列天线。仿真结果表明,该罗特曼透镜的-10 dB阻抗带宽约为42%(20.5～31.5 GHz),磁电偶极子天线的-10 dB阻抗带宽约为45%(20.5～32.5 GHz),组成的多波束阵列天线在20.5～31.5 GHz(约42%)频带内可实现±30°的波束扫描,天线结构简单紧凑、剖面低、易集成且能实现宽频带波束扫描,适用于5G毫米波通信。     

宽带平面螺旋天线的研究与设计

平面螺旋宽带天线具有频带较宽、体积较小、圆极化性能较好等特点,应用范围很广。但是这种天线增益较低,馈电匹配较难实现,尤其是前者,使得其性能大打折扣。通过研究影响平面螺旋宽带天线增益和馈电匹配的主要因素,设计了2~7GHz范围内的宽频带平面螺旋天线。理论分析和仿真实验结果表明,对改善平面螺旋宽带天线的性能有一定的工程参考价值。     

超宽带带阻平面天线的快速化设计

提出了一种小型化,低剖面,同时具有带外抑制(WLAN)的平面UWB天线.该天线包括了一个菱形的辐射贴片,它的工作带宽大约为10GHz,覆盖了3-13GHz的频带,并且在5GHz到6GHz处形成了一个阻带.仿真优化了天线的性能指标包括电压驻波比,辐射方向图和增益.该天线采用的介质基板是FR-4,尺寸为25×35mm,由微带线馈电.该天线很容易和微波电路集成,且制造成本低.最后再通过CAD快速化设计其结构.     

应用于WLAN/WiMAX的双6型对称三频单极子天线

设计了一款适应于无线局域网络(WLAN)和全球微波互联接入(WiMAX)的由微带线馈电的平面印刷三频单极子天线。天线的正面呈对称双6形状,提供低频辐射和较宽带宽的高频辐射。为了满足三频设计激励起WiMAX所需的中间频段,在天线背面的接地板上开对称槽线。利用有限元法的电磁仿真软件Ansoft HFSS 15.0进行仿真设计,优化结构数据并得到天线的最终辐射特性结果。结果表明,天线在回波损耗小于-10 dB的工作频带分别是2.39~2.72 GHz,3.36~3.86 GHz和4.22~5.83 GHz,很好地实现了在WLAN和WiMAX的工作频带。同时天线尺寸小、结构简单、共面性好、容易实现,而且天线在各个工作频段具有良好的方向性和增益。     

具有陷波特性的超宽带分形缝隙天线

结合超宽带缝隙天线和分形结构的优点,设计了一种具有陷波特性的超宽带分形缝隙天线.选择E形缝隙结构,并在缝隙下边缘采用树状分形,构造半波长谐振结构,实现了天线的陷波功能,有效地避免了超宽带频带范围内的系统干扰.给出了天线设计的总体思路,通过理论分析和仿真测试,对天线的阻抗特性、增益进行了研究.结果表明,该陷波天线的阻抗频带为3 GHz ～12 GHz,在5 GHz～6.25 GHz频带内具有陷波特性.同时,分形结构的引入极大地缩小了天线的尺寸.     

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。     

基站双波束透镜天线的研究

提出了一种应用于基站的双波束透镜天线。其中透镜采用恒介电常数的介质制成,形状为介质分层嵌套的圆环柱体。其分层的方法是采用改进的等间距分层法,利用相邻介质层的介电常数等效分界点的介电常数。透镜采用分块放置的形式,不仅可以实现能量聚焦,提高增益,同时还改善了天线交叉极化的指标。此透镜天线采用对称的两列天线从下方馈电,从而在单扇区内实现双波束。通过专业电磁仿真软件Ansoft HFSS 建模仿真,结果显示,在1.71 ~2.17 GHz 的宽频带范围内,该双波束透镜天线具有良好的方向图性能。     

基于超材料馈电网络的全向双极化天线阵设计

为了减小对天线阵辐射特性的影响,提出并设计了一种平行平板传输线结构的超材料串联馈电网络,基于超材料传输线设计了零相移传输线,利用零相移传输线设计了串联馈电网络。基于该馈电网络设计了一种全向水平/垂直双极化4元天线阵。天线阵由4个全向双极化天线单元和2个超材料串联馈电网络组成。全向双极化天线单元由折顶偶极子天线和缝隙电容加载的零相移圆环天线构成。利用HFSS仿真软件对该天馈系统进行了仿真,结果表明,该天线阵的中心工作频率为3.5 GHz,最大增益为7 dB,交叉极化电平小于-35 dB,隔离度大于40 dB,不圆度小于±1.2 dB,满足5G通信对基站天线和多入多出天线的要求。