一种适用于MIMO移动端多天线单元的分析与设计

通过对微带天线不同馈电形式下的多天线单元进行比较,采用缝隙耦合馈电的模型,利用仿真软件对其进行仿真优化并加工出实物.经实测结果表明:水平极化端口和垂直极化端口在设计频段2.11～2.17 GHz内电压驻波比(VSWR)<1.5,两个极化端口隔离度<-40 dB,实测与仿真结果基本一致.该天线平面结构适用于MIMO移动端多天线,可满足MIMO技术通信链路两端使用多天线的需求.     

三频段MIMO天线的双中和线去耦合设计

设计了一款可以应用于LTE2300和WiMAX3.5/5.8 GHz频段的多输入多输出(MIMO)天线,其由2个相距4 mm的对称单元组成,且每个单元由"己"和"弓"形的弯折线构成。采用背对背布局形式的组阵方式来实现低频段的高隔离度。同时,为了提高中频段和高频段端口间的隔离,将双中和线去耦结构加载至天线单元两端,并对该去耦结构进行了理论分析和实验验证。利用HFSS仿真软件对MIMO天线的性能参数包括S参数、辐射模式、增益和包络相关系数(ECC)等进行研究。结果表明,在频点为3.5 GHz处隔离度提高25 dB,在频点为5.7 GHz处实现了30 dB的隔离度。此外,该天线具有全向辐射特性,在工作频段内具有较好的分集增益。     

一种新型六边形宽带毫米波MIMO天线

提出了一种六边形开槽结构的宽带毫米波多天线技术(MIMO)天线。该微带天线的贴片为六边形采用共面波导馈电方式,并通过开槽拓宽天线的带宽,没有添加隔离枝节,可实现隔离度小于-20 dB,尺寸为23.6 mm×15.4 mm×0.1 mm。通过电磁仿真软件HFSS对设计的天线单元及MIMO天线进行了仿真与分析结果发现,该毫米波MIMO天线在5.1～41.8 GHz频率范围内回波损耗均小于-10 dB,并且具有良好的辐射特性。     

双频宽带MIMO天线设计

高性能天线有助于实现宽带高速率数据传输需求和更高的传输可靠性,会带来更加优质的通信体验。文章提出一款由两个相同结构的单极子天线所构成的双频宽带MIMO天线,由辐射贴片、接地板和环氧树脂(FR4)基板组成,天线之间设置T形接地背板改变天线电流分布以提高MIMO天线的隔离度;利用电磁仿真软件HFSS仿真和优化天线的各个参数。结果表明：MIMO天线能够在3.24～4.8 GHz和5.9～6.9 GHz频段工作,实现双频特性;其在两个频段内分别实现了相对带宽为38.8%和15.6%的宽带特性;添加T形单元的天线隔离度提升至-23 dB;天线具有良好的辐射特性,其包络相关系数<0.5,可应用于无线通信系统。     

一种非对称馈电的小型化高隔离度分集天线

提出一种基于非对称共面带（ACS）馈电的高隔离度小型化分集天线结构.使用ACS作为天线馈电结构可使天线体积减小约50%.引入地板延伸枝节作为去耦合结构,使天线间端口隔离度大于15 dB,其中最高隔离度达到30 dB.实验结果表明,该分集天线可满足2.4/5.2 GHz WLAN和2.6/3.5 GHz LTE的通信需求.     

基于5G通信频段的微带贴片天线去耦结构的设计与研究

针对工信部颁发的5G通信频段,设计了一个工作频点为4.85 GHz,带宽为200 MHz的微带贴片天线阵,并添加了一种T型金属片去耦结构。该结构在两个天线之间形成额外的耦合场,与天线间的直接耦合场形成对消,从而达到提高两个紧密相邻天线之间隔离度的目的。通过仿真模拟计算T型结构对相邻天线间的去耦能力,结果表明该结构可以有效提高两个天线之间的隔离度,以达到抑制耦合的目的,并且在-10 dB匹配带宽(200 MHz)下,隔离度可以达到36 dB,并且在4.85 GHz处测得的增益为6.2 dBi。     

基于并联功分馈电的双频低副瓣CTS天线设计

针对卫星通信系统的多功能化应用需求,设计一款双频、低副瓣并馈连续横向枝节（Continuous Transverse Stub,CTS）天线。天线采用共享口径,并联馈电与辐射枝节非均匀能量分布相结合的方式实现双频低副瓣特性,并用平行板双工器实现高/低频信号的隔离。仿真结果显示,天线在两个频段内（17.7～21.2 GHz、27.5～31 GHz）E面副瓣电平均低于-20 dB,端口隔离度在低频优于20 dB,高频优于25 dB,增益分别为26.4～27.6 dB和30.6～31.4 dB,口径效率分别为75%～82%和85%～89%。     

24~30 GHz GaN HEMT单片集成单刀双掷开关

本文研究了一种基于100 nm氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)工艺设计的24～30 GHz单片集成单刀双掷(SPDT)开关.该开关采用1/4波长微带线并联HEMT开关器件的结构,通过采用两级并联HEMT实现低插入损耗同时获得更好的隔离度.测试结果显示,在24～30 GHz的5G毫米波频段内以及0/-5 V的控制电压下,该开关的插入损耗低于1.5 dB,隔离度优于28 dB,输入功率1 dB压缩点大于27 dBm.测试结果能够很好地验证仿真结果.     

一种适用于MIMO系统的宽带小型化天线

研究了一种适用于MIMO系统的宽带小型化天线单元.天线采用单层介质板结构,椭圆天线槽形式,两端口采用不同馈电方式.该天线单元结构简单,厚度小,利于与移动端设备共形.天线单元的-10 dB带宽可达到570 MHz,带宽范围内两极化端口隔离度优于-25 dB.     

基于电路板介质的单极子天线建模与通信研究

基于电路板介质设计了一种芯片内/芯片间射频无线通信模型,利用单极子天线替代传统的芯片管脚,不仅保留芯片固定功能,而且可作为I/O端口的辐射天线。在该设计中两个单极子天线相距1个波长,伸入到介质中,且电路板上下表面覆盖有金属。利用电磁仿真软件HFSS得到模型中天线在20 GHz的散射参数S_(11)、S_(21)分别为-12.7 dB和-18.3 dB。与ADS软件进行联合仿真,设置发射天线输入频率20 GHz、幅度1 V的无直流分量的正弦信号,则接收天线输出频率为20 GHz、幅度为0.448 V的正弦波形;用高电平1 V、低电平0 V、码元周期50 ps的伪随机二进制信号替换正弦信号,加载在发射天线的输入端,则从接收天线输出端检测到的信号眼图清晰,其眼宽50 ps和眼高1 V。从理论上验证了利用芯片管脚作为发射/接收天线实现芯片间/芯片内射频通信的可行性。     

一种简易差分微带贴片天线的设计

在微带贴片天线的基础上,设计了一种介质基板尺寸为34.2mm×34.2mm×1.6mm,材料是FR4(相对介电常数为4.4)的简易差分微带天线,并基于传输线理论给出了差分天线输入阻抗与馈电点间的关系。用软件HFSS对天线进行仿真分析,结果表明:天线工作带宽为2.41~2.47GHz(回波损耗)≤-10dB),适用于无线局域网WLAN 802.11b(2.4~2.48GHz)系统,在工作频段内具有良好的辐射方向性。差分天线把差分信号直接馈入到天线的两个端口,为设计高集成的射频前端提供了新途径。     

一种简易差分微带贴片天线的设计

在微带贴片天线的基础上,设计了一种介质基板尺寸为34.2mm×34.2mm×1.6mm,材料是FR4(相对介电常数为4.4)的简易差分微带天线,并基于传输线理论给出了差分天线输入阻抗与馈电点间的关系。用软件HFSS对天线进行仿真分析,结果表明:天线工作带宽为2.41~2.47GHz(回波损耗)≤-10dB),适用于无线局域网WLAN 802.11b(2.4~2.48GHz)系统,在工作频段内具有良好的辐射方向性。差分天线把差分信号直接馈入到天线的两个端口,为设计高集成的射频前端提供了新途径。     

高隔离度双极化SIC微带天线设计

为了提高双极化天线的隔离度,在缝隙耦合微带天线的基础上,提出了一种增强双线极化天线隔离度的新方法.该方法借鉴基片集成波导技术的思想,将基片集成金属过孔嵌入到缝隙耦合双线极化微带天线当中,在馈电层实现了双端口馈电的区域独立,提高了天线的隔离度;同时对整个天线通过基片集成金属过孔的嵌入,增强了天线的容性特征,减小了天线等效阻抗的虚部,极大地改善了双极化天线的匹配效果.通过Ku频段的双线极化天线设计实例,验证了这种方法的有效性.仿真结果表明,嵌入基片集成金属过孔的双极化天线隔离度比传统天线的隔离度提高了56%以上,对于-20dB的反射系数标准,天线的带宽拓展了110%以上.     

一种滤波集成型Gysel功率分配器的设计与实现

为了提高功率分配器对无用信号的抑制能力,针对Gysel功率分配器的结构特征,提出在其基础上实现滤波集成的简明普适思路. 设计完成了具有滤波特性的Gysel功率分配器. 根据奇偶模电路分析方法进行电路分解,获得了易于分析的奇偶模等效电路;利用导纳矩阵求解出端口导纳和阻抗,给出了端口S参数的表达式,并分析了该滤波集成型Gysel功率分配器的电路特性. 通过多个仿真实验案例验证了理论分析结果的正确性. 实验结果表明,该Gysel功率分配器在第5代移动通信系统核心频段的端口反射系数幅值均小于-10 dB,中心频率处的隔离度为17.38 dB,具有较好的带外抑制特性.     

一种新型宽带印刷偶极子天线

采用圆形槽线谐振腔和扇形匹配微带线技术结合蝴蝶结辐射臂结构,设计一种工作频率带宽为一个倍频(2～4 GHz)新型宽带印刷偶极子天线.利用全波仿真软件,对天线的结构参数进行优化设计,并制做成实物.仿真和实测结果表明,天线各项指标符合设计要求,工作频带内电压驻波比小于1.8,增益大于6.8dB.     

使用DGS结构的宽带Wilkinson功分器设计

功分器作为射频微波电路中常用的无源器件,一直以来都得到广泛的应用。首先介绍缺陷地结构,并对缺陷地模型进行理论分析,然后基于缺陷地结构设计1种工作在18～40GHz频率范围内的渐变线的宽带Wilkinson功分器,仿真结果表明:在18～40GHz频率范围内,最大插损为-3.15dB,隔离度≤-10dB,输出端口相位变化情况基本一致,S11在整个频段内回波损耗均-18dB,S22和S33在整个频段内回波损耗均-14dB。该基于缺陷地的Wilkinson功分器显著地提升Wilkinson功分器的工作带宽。     

用于MIMO系统的终端阵列天线设计

该文设计了一款工作于2GHz频段的小型贴片天线单元,该单元采用开槽和附加寄生贴片等技术,使其在工作频段内获得了良好的驻波比及回波损耗,可用于TD-SCDMA系统的移动终端。另外,给出了由该天线单元组成的二元阵列结构,并对不同阵列结构端口间的互耦进行了详细的测试。结果表明,天线阵列两端口间的隔离度较高,所设计的天线阵列非常适用于多入多出系统的移动终端。     

环境WiFi能量采集系统的匹配网络与整流电路设计

设计了一款针对WiFi信号的环境能量采集系统,工作频率范围从2.4 GHz到2.485 GHz.该系统采用了4倍压整流电路,并设计了从天线到整流电路的宽带匹配电路,提升了能量采集的效率.设计的宽带匹配电路在WiFi工作频率范围内,S_(11)均小于-10 dB.整流电路可将采集信号增加4倍,能有效提高RF-DC转换效率.测试结果表明,所设计的电路达到了设计要求,在-10 dBm的输入功率下,达到了40%的RF-DC转换效率,并使超级电容在30 min内采集到了257 mV的电压.     

低剖面紧凑的圆盘加载单极子天线

本文介绍了一种低剖面小型化圆盘加载单极子天线.通过盘加载的方式,在中心频率5. 8 GHz处,首先将单极子天线的剖面从大约12. 9 mm(0. 25λ_0)降低到2 mm(0. 039λ_0),实现了低剖面的特性.加载在单极子天线上方的圆盘,尺寸大概为21 mm(0. 41λ_0),因此天线具有结构紧凑的特点.接着,为了使天线具有良好的匹配,在加载圆盘四周加入4个接地通孔,并且在馈电端口加入集总电感.最终,天线在中心工作频率5. 8 GHz处实现了反射系数-15 dB的匹配性能.     

Ka波段波导双工器的研制

双工器是通信系统中重要的选频滤波器件,该文设计研制了一款Ka波段波导双工器。该双工器是由一个H面T型结构和两个E面波导滤波器组成,通带为29～29．5GHz和30．5～31GHz,带内插损为1．5dB以内,带间隔离度为80dB以上,具有良好的滤波选频功能。