一种小型化超宽带MIMO天线设计

提出了一种基于槽天线的小型化、高隔离度的超宽带(Ultra Wideband, UWB)多入多出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)天线.该MIMO天线由两个槽天线单元构成, 为了增加天线阻抗带宽, 每个槽天线单元由末端带有圆形贴片的微带线和末端为圆形的槽线两部分耦合馈电.采用在地板上开槽和方向图分集方法, 减少地板表面波和空中电磁波影响, 达到提高天线隔离度的目的.数值仿真和实验结果表明:该天线在3.1~11 GHz频段内满足端口反射系数|S₁₁| < -10 dB, 隔离度|S₁₂|在7~11 GHz频段内小于-25 dB, 在3.1~7 GHz频段内小于-16 dB, 并根据仿真和测试S参数计算了包络相关系数.     

基于人工磁导体的芯片内/芯片间无线互连单极子天线传输特性研究

提出了一种新的用于芯片内/芯片间无线通信系统中的基于人工磁导体（Artificial Magnetic Conductor,AMC）结构的单极子管脚天线阵列模型.印刷电路板（Printed Circuit Board,PCB）采用厚度3mm的FR4介质,形状为边长50mm正方形.4个单极子天线分布在PCB基板中心15mm×15mm的正方形各顶点上,代表4个芯片的4个管脚.天线为铜材质,长度2.6mm,直径1.5mm.在PCB介质中嵌入了一个周期性人工磁导体铜质平面,4个单极子天线形成一个4端口网络.在仿真基础上,进了实物加工测试.实测结果表明,具有AMC的天线阵列回波损耗（S₁₁）-10dB频带为13.02GHz~15.73GHz;在14.22GHz处,S₁₁的幅度达到最小值-27.25dB,S₂₁、S₃₁、S₄₁分别为-26.26dB、-19.23dB、-21.14dB.与不含AMC结构的天线阵列相比,S参数得到了有效改善,其中S₁₁改善了约3.63dB,S₂₁、S₃₁、S₄₁分别提高了2.05dB、7.21dB、5.28dB.验证了在PCB介质中嵌入AMC结构,可以有效提高单极子天线间的电压传输系数,增加信号的功率传输增益.     

一种可用于5G点对点通信的宽频双极化阵列天线

本文设计了一款高增益宽频双极化天线。该天线采用多层辐射贴片的结构，拓展天线的带宽，并用一对正交分布的微带线直接馈电在辐射贴片上，增强天线极化隔离度，形成双极化特性。通过设计馈电网络，组成阵列后实现良好的带宽与定向辐射特性，并且具有良好的端口隔离度和辐射极化纯度。实测结果表明，小于-10dB的阻抗带宽为18.18%(5.0～6.0GHz),带内平均增益为15.5dBi,全频段端口隔离度小于-30dB,主瓣方向上的主极化电平与交叉极化电平相差40dB,带内增益波动小于3dB,具有良好的增益平坦度。该天线适合作为5G通信系统中的天线单元，具有实用价值。     

一种低剖面的宽带双极化超表面天线

提出了一种低剖面的宽带双极化超表面天线。天线由正交微带线馈电,通过方形驱动贴片激励上层超表面层。该超表面由4×4的方形贴片构成。当垂直/水平极化端口激励时,超表面天线工作在TM₁₀/TM₀₁和反向TM₂₀/TM₀₂模。为了拓展天线的带宽,在超表面上额外刻蚀了4条较宽的缝隙,并在驱动贴片两侧加载了2个寄生条带。此外,将微带线略偏移馈电边的中心,以提高天线的隔离度。天线剖面仅为0.065λ₀(λ₀为中心频率在真空中的波长)。加工和测试了天线样品,测试结果表明,天线的反射系数|S₁₁|<-10 dB带宽为43.8%(8.76～13.74 GHz),带内隔离度大于16.8 dB,增益在5.5～9.2 dBi范围,交叉极化为-14.4 dB。考虑加工误差后,仿真结果与测试值较为吻合。     

一种基于可变电容的低频可调谐双频去耦天线

本文提出了一种基于可变电容的低频可调谐的双频去耦天线结构,能够实现低频可调谐去耦和高频固定频段去耦。本设计双天线结构为一对F型天线,为满足小尺寸的需求,两天线之间近距离放置。然而天线间的耦合导致天线的性能降低。为了提高这两个频段的隔离度,本文应用中和线结构、地板枝节、缺陷地以及0.1-0.7pF的可调谐电容实现了高频6.3GHz去耦和低频3.85-4.63GHz频段的可调谐去耦,并基于该去耦网络设计可调谐阻抗匹配网络。仿真结果表明,该设计可实现双频段上的S₁₂参数低于-10dB、S₁₁参数低于-6dB的目标。     

Ku 波段全口径高隔离度双极化阵列天线的研究

本文提出并设计制作了一种新型的全口径高隔离度双极化单脉冲阵列天线。该阵列天线单元采用微带贴片与喇叭复合的形式,将微带贴片作为喇叭的二次激励源,以获得更高的单元增益。其中的微带贴片采用一对相互垂直的带状线通过两个呈“T”型分布的“H”形缝隙耦合馈电,以获得较高的极化隔离度（在工作频带内小于-35dB）。在阵列馈电设计中采用二次错位倒相技术,进一步改善了极化隔离度和交叉极化。仿真和实测结果表明,在f0±200MHz 内,驻波比小于2,垂直极化增益大于27dB,水平极化增益大于27.5dB,端口极化隔离度小于-40dB,和差端口隔离度小于-28dB。     

一种基于0.18-μm CMOS工艺的新型超宽频带毫米波混频器设计与分析

本文提出了一种超宽频带毫米波混频器电路.混频器采用分布式拓扑结构和中频功率合成技术,具有宽带宽和高转换增益.该混频器采用TSMC 0.18-μm CMOS工艺设计并制造,芯片总面积为1.67mm².测试结果表明:混频器工作频率从8GHz到40GHz,中频频率为2.5GHz时的转换增益为-0.2dB至4dB,其本振到中频端口和射频到中频端口间的隔离度均大于50dB.整个电路的直流功耗小于32mW.     

4～8GHz GaAs HBT单片双平衡混频器

介绍了一种基于 GaAs HBT 的双平衡混频器.该混频器将射频、本振有源Balun集成其中,在RF和LO输入端分别采用不同的LC网络实现宽带的阻抗匹配.跨导级和开关单元之间采用交流耦合,并通过带宽扩展技术实现频带内的增益平坦.测量结果显示,该混频器匹配良好,射频端口S11在3～10 GHz频带内小于-10 dB.在固定中频200 MHz 情况下测试,在4～8 GHz射频频带内,平均增益10 dB,波动小于1 dB,中频输出端口对射频信号的隔离度优于25 dB,对本振信号的隔离度优于28 dB;本振-射频端口隔离度优于32 dB.在3.3 V直流电压下测得的功耗为66 mW.     

小型化宽带内监测网络设计与研究

根据天线馈电通道与监测耦合线的相对位置关系,提出平行耦合和正交耦合两类耦合结构,耦合线采用带状线形式,天线馈电通道采用同轴线形式,两者高度集成,结构紧凑,尤其适用于天线面阵的轻量化设计。在f₀±3 GHz的宽频段内,对同轴-带状线耦合进行仿真优化,满足耦合系数-40～-30 dB,各端口驻波小于1.1,尤其天线同轴通道插损很小,对于提高天线面阵效率有积极意义。     

高隔离度低交叉极化DRA单元设计

主要阐述了一种高隔离度低交叉极化双极化介质谐振器天线的设计方法,通过采用Ｕ形和Ｈ形混合缝隙馈电,该天线实测隔离度优于46.8dB,两个极化的实测带宽大于12.5％(V端口S11小于-10dB的实测阻抗带宽是5.36～6.08GHz,相对带宽约为12.8%;而H端口的为5.47～6.2GHz,相对带宽约为12.5%),交叉极化电平分别低于-21.4 dB 和 -18.1dB。