一种应用于5G的紧凑型阵列天线设计

提出一种应用于5G的紧凑型阵列天线,由4个天线单元相互正交放置,通过在天线单元之间的上下两个平面分别添加4个二分之一波长的微带线,提高了天线单元间的隔离度。利用高频电磁仿真软件,对所提天线单元及阵列结构进行分析。实验结果表明,阵列天线的工作频段分别为2.72~3.92 GHz和4.74~5.42 GHz,在工作频段内各天线单元间的隔离度均低于-20 dB,完全覆盖5G所需的3.3~3.6 GHz和4.8~5.0 GHz两个工作频段。该阵列天线结构紧凑,体积仅为68.5 mm×68.5 mm×1.524 mm,能够被5G的小型化便携设备所应用。     

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。     

双频双端口天线的隔离度优化设计

设计了一款双频双端口微带阵列天线,该天线由两个矩形辐射贴片构成。将两个辐射贴片平行放置,在其中一个低频对应的较大尺寸贴片上开矩形槽,将高频对应的较小尺寸贴片嵌套在矩形槽中。相互嵌套的结构形式带来严重的端口耦合,而天线端口间的互耦是制约阵列天线性能的主要因素之一,在辐射贴片间加载两条平行微带线用来隔离耦合电流,并且在平行微带线中间设置圆形接地贴片,通过过孔将微带线上耦合电流引入地板,同时在高频辐射贴片嵌入部分的垂直边两侧开缝,能进一步有效减小耦合电流,提高隔离度。经过隔离度优化设计后,最终实现天线在工作频带内隔离度均大于20 dB。天线的工作频段分别为15. 2 GHz(14. 83 ~16. 10 GHz)和5. 8GHz(5. 68 ~5. 88 GHz),对应的最大增益分别为7. 8 dBi 和6. 8 dBi。天线两个辐射贴片尺寸分别为0. 36λ(15. 2GHz)和0. 37λ(5. 8 GHz),该天线辐射单元相互嵌套,满足小型化设计需求。     

一种用于笔记本电脑的双频段八天线系统

提出了一种应用于笔记本电脑的双频段八天线系统.该八天线系统由一个四天线系统、两个双天线系统和两个T形谐振带构成.在分析了四天线系统和两个双天线系统的耦合机理后,提出了减小耦合的方法.实测结果表明:天线样品在2.4-GHz无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN)频段的-10 dB公共阻抗带宽为90 MHz(2.4～2.49 GHz),在5.2/5.8-GHz WLAN频段的-10 dB公共带宽为0.9 GHz(5.15～6.05 GHz),其中在5.15～5.19 GHz频段内的反射系数为-9.5～-10dB;八个天线单元在2.4/5.2/5.8-GHz WLAN频段内的互耦均低于-15 dB;在2.4-GHz和5.2/5.8-GHz WLAN频段内的增益分别高于2.7 dBi和3.3 dBi、效率分别高于53％和65％.根据实测三维辐射方向图计算了八天线系统的包络相关系数.     

可用于WLAN的双频MIMO天线设计

设计了一款可用于WLAN的双频MIMO天线。天线的正面为L型单极子,背面为金属接地板。通过在接地板上加载耦合枝节使天线具有双频特性。同时,为了天线的小型化,对耦合枝节进行了弯折处理,减小天线尺寸。在两个天线单元之间加载T型寄生枝节和刻蚀矩形缝隙来提高天线的隔离度。使用电磁仿真软件和矢量网络分析仪对天线进行仿真和实测,结果表明：天线的工作频段为2.4～2.55 GHz和5.1～6.3 GHz,覆盖了WLAN的频段,同时在低频段内隔离度高于19 dB,高频段内隔离度高于25 dB。此外,天线的包络相关系数小于0.01且具有全向辐射特性。天线整体性能较好,可以满足WLAN的需求。     

一种高隔离度双频MIMO天线

文中设计一种具有高隔离度的双频MIMO天线。将两款宽带毫米波天线垂直正交地放置于FR-4介质基板上,得到结构紧凑的双端口极化分集天线和四端口MIMO天线,利用其相互正交的极化方式提高了相邻端口间的隔离度。为了满足双频特性,分别在两天线单元的辐射贴片上刻蚀半圆环形和U形缝隙,地面开了长方形槽。通过HFSS仿真分析表明,所设计的天线可工作在28 GHz(24.5～29 GHz)和39 GHz(36～47 GHz),且在工作频段内具有较好的辐射特性,相邻端口间的隔离度达到了30 dB以上。同时,在天线上方加载了4根金属条作为引向器,提高了天线的增益。     

加载超表面的双频紧凑高隔离阵列天线设计

为了减小极小距离多输入多输出(multiple-input multiple-output, MIMO)天线之间的相互耦合,设计了一种极紧凑的高隔离度的双频MIMO贴片天线,谐振频率分别为2.45 GHz和3.5 GHz。该MIMO天线由两个对称的双层U型槽贴片天线组成,其中边与边的距离为0.5 mm(0.004λ0,λ0为中心频率2.45 GHz时的自由空间波长)。利用不同宽度的双层金属线切割对作为超表面单元,该超表面体积紧凑,可以显著降低天线单元之间的相互耦合。仿真和测量结果表明：在天线工作频段2.4～2.5 GHz和3.4～3.6 GHz范围内,单元间的隔离度可以提高到30 dB以上,并且两个天线端口阻抗匹配良好,同时在低频段的总效率提高了9%左右;两天线间的包络相关系数(envelop correlation coefficient,ECC)在2.45 GHz时由0.33降到0.01,在3.5 GHz时由0.09降到0.006,所设计天线具有良好的辐射性能。     

一种新型双频双圆极化复合微带天线设计

针对空间微波能量收集的应用场景,提出了一种微带线行波激励的双端口双频双圆极化复合微带天线。该天线由一个工作在低频段的微带圆环和一个工作在高频段的微带圆片复合而成,分别由两种不同的正交十字缝隙耦合馈电,采用微带线级联依次相差90°顺序旋转四馈电实现圆极化,通过对称性结构设计,分别从两个不同端口输入获得双圆极化性能。实验结果表明：在880～960 MHz和1.85～2.45 GHz频带内S11<-10 dB,阻抗相对带宽分别为8.7%和30%;在885～920 MHz和1.86～2.43 GHz频带内轴比小于3 dB,圆极化相对带宽分别为4%和29%;天线的方向性在工作频段内良好,在低频段增益达到5.4 dB,在高频段增益达到7.7 dB。该天线结构紧凑且加工简单,为双端口双频双圆极化天线的研究与设计提供了新思路。     

四元超宽带高隔离MIMO槽天线的设计

提出了一款基于FR4的共面波导(CPW)馈电四元超宽带(UWB)高隔离MIMO天线。该天线由4个单元槽天线组成,天线尺寸为65 mm×65 mm×0.8 mm。通过采用缺陷地结构和切角的方式实现了天线的超宽带特性。单元天线相互垂直放置实现了极化分集,同时在天线中间加载隔离栏栅结构,增加了天线的隔离度。对天线进行加工测试,测试结果能覆盖2.86～11.1 GHz并在频段内隔离度大于20 dB,天线具有高隔离、超宽带和较低的包络相关系数(ECC<0.006)的特点。天线采用(CPW)的馈电形式,更易应用于集成电路中,适用于各种超宽带系统。     

一种用于5G 移动通信终端的双频MIMO天线系统

为满足5G 移动通信系统对信道容量的要求,提出了一种应用于5G 移动终端的双频多输入多输出(MIMO)天线系统。它由沿移动终端两个长边垂直放置的八个天线单元组成。该天线系统可以覆盖中国工业和信息化部(MIIT)所规划的3.3 ~ 3.6 GHz 和4.8 ~ 5 GHz 两个频段,且低频段和高频段的天线效率分别高于61% 和50%。通过优化各天线的相对位置和放置方向,使得各端口之间的隔离度优于15 dB。为更好评估天线系统性能,计算了MIMO天线的包络相关系数(ECC)和信道容量(CC)。所得该MIMO 天线系统在工作频段内ECC均小于0.1,且信道容量峰值可以达到36.8 bps/ Hz。同时,制作并测量了MIMO 天线样品,测试结果与仿真结果表现出良好的一致性。     

An offset CPW-fed triple-band circularly polarized printed antenna for multiband wireless applications

An offset coplanar waveguide (CPW)-fed triple-band circularly polarized tilted asymmetrical E-shaped printed antenna for multiband wireless applications is presented in this paper. The antenna mainly consists of a tilted asymmetrical E-shaped patch and excite by a 50 Ω offset CPW feed line using a transformer for impedance matching to generate wide quad operating bands. By properly embedding rectangular slots in the tilted asymmetrical E-shaped patch and triangular stubs loaded modified CPW ground plane, the antenna reveals triple-band circular polarization (CP) features. Numerical analysis and experimental validation of the antenna structure have been carried out and results are presented. The mechanism of triple-band CP operation, analysis of surface current distributions, design procedure, and parametric study of the design is discussed in details. It is well suited for the application of UMTS-2100, 3.5/5.5 GHz WiMAX, 5.2/5.8 GHz WLAN, ITS, downlink of X-band satellite communication, and ITU 8 GHz bands.     

一种应用于WLAN/WiMAX的新颖的三分枝单极天线

提出了一种应用于WLAN/WiMAX的新颖的多分枝单极天线,天线有三个分枝,结构紧凑,其大小为26mm×24mm×1.6mm,加工出了天线并进行测试,测试结果表明天线具有良好的双波段工作特性,｜S11｜≤-10dB时对应中心频率2.47GHz和4.825GHz处带宽分别达4%和62.4%,覆盖WLAN的2.4/5.2/5.8GHz频段及WiMAX的3.5/5.5GHz频段,同时采用了接地板开槽技术以调整带宽,天线在上述频段有近似于全向辐射方向图。     

一种应用于WLAN的抗金属四频段平面单极天线设计

用于非金属外壳设备的常规天线与金属外壳设备一起使用,会导致完全不同的回波损耗。因此,提出了一种同时适用于金属外壳和非金属外壳设备的四频段平面单极天线,该天线由一个弯曲接地层、一对寄生贴片和由同轴馈电激发的辐射片组成。提出的天线能够在不同类型接地层影响下,保持其谐振频率一致性,甚至能够连接到金属外壳上。该天线适用于在WLAN 2.4/5.2/5.8 GHz、WiMAX 3.5/5.5 GHz和4.5GHz工作的多种应用。仿真和实际测量结果显示,即便是连接到较大的金属外壳或金属板时,提出天线能够较好地保持回波损耗和增益一致性且符合行业标准。     

Design of a compact U-shaped slot triple band antenna for WLAN/WiMAX applications

This article presents a small, low-profile planar microstrip antenna that is applicable for both WLAN and WiMAX applications. The goal of this paper is to design an antenna which can excite triple-band operation with appreciable impedance bandwidth to combine WLAN/WiMAX communication specifications simultaneously in one device. The designed antenna has a compact size of 10 × 26 mm². The proposed antenna consists of an inverted U-shaped slot radiator and a defected ground plane. Overall the design method and parametric study found appropriate dimensions, which provides three distinct bands I from 2.40 to 2.52, II from 3.40 to 3.60 and III from 5.00 to 6.00 GHz that covers entire WLAN (2.4/5.2/5.8 GHz) and WiMAX (2.5/3.5/5.5) bands. Finally, a prototype antenna was fabricated and experimentally characterized to verify the design concept as well as to validate the simulation results. Thus the simulation results along with the measurements show that the antenna can simultaneously operate over WLAN and WiMAX frequency bands.     

Dual Band-Notched Small Monopole Antenna with Enhanced Bandwidth for UWB Applications

This article proposes a novel printed monopole antenna for ultra wideband applications with dual band-notch function. The antenna consists of a disc-shaped radiating patch with a pair of folded strips arms, and a ground plane with a two L-shaped conductor backed plane, which provides a wide usable fractional bandwidth of more than 140 % (2.6–14.43 GHz). In order to generate single band-notch characteristics, we use a modified disc-shaped radiating patch with a pair of folded strips arms also by using this modified radiating patch, additional resonance is excited and hence much wider impedance bandwidth can be produced, especially at the higher band. By adding two L-shaped conductor backed plane in the ground plane a dual band notch function is achieved. The measured results reveal that the presented dual band-notch monopole antenna offers a very wide bandwidth with two notched bands, covering all the 5.2/5.8 GHz WLAN, 3.5/5.5 GHz WiMAX and 4 GHz C bands. The designed antenna has a small size of $12\times 18\,\hbox {mm}^{2}$ .     

Compact CPW-fed dual-band antenna

A novel coplanar waveguide (CPW) antenna is proposed for dual-band WLAN applications. It comprises a rectangular patch, a rectangular notch cut at the lower edge of the patch and a CPW transmission line. The rectangular patch together with the ground plane of the coplanar waveguide radiates at the lower frequency band, 2.4 GHz for IEEE 802.11b/g, while the rectangular notch resonates in the upper band, 5.2/5.8 GHz for IEEE 802.11a. The designed antenna is only 32 × 5 mm, which can provide stable omnidirectional radiation patterns with an average gain of 2 dBi in both the bands. The antenna is very compact and suitable for 2.4 and 5.2/5.8 GHz WLAN operations.     

一种新型具有双陷波特性的超宽带天线设计

本文提出了一种新型紧凑的具有双陷波特性的印刷超宽带天线。天线采用微带传输线馈电,并通过圆形与矩形 的混合结构辐射单元和带有矩形开槽结构的地板来实现天线的超宽带特性,工作带宽覆盖UWB 频率范围。通过地板上 两个对称的J 形开槽和微带馈线两侧对称添加的线型结构单元来实现双陷波特性,两个陷波频段刚好覆盖了3.5GHz 的 WIMAX 频段标准和5.2/5.8GHz 的WLAN 频段标准。同时,该天线在工作频带范围内具有良好的辐射特性,符合超宽带 通信的使用标准。     

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。     

Dual-band twin stepped-patch monopole antenna for WLAN application

By using twin stepped-patch radiators and a protruded ground, a micro-strip-fed monopole antenna with wide dual-band operation can be obtained. The proposed antenna with an overall size of 32 times 25 mm can excite resonances at the 2.61 and 5.52 GHz bands with impedance bandwidths of 710 MHz (2.32-3.03 GHz) and 1.56 GHz (4.77-6.33 GHz), average antenna gains of 2.9 and 3.5 dBi, respectively, and also monopole-like radiation patterns. These properties make the antenna suitable for 2.4/5.2/5.8 GHz WLAN applications.     

一种新颖的应用于无线局域网的小型化单极子天线

给出了一个新颖的三频工作的单极子天线,并可以应用于无线局域网。这个天线由对称结构和地板组成,它们分别印刷在介电常数为4.4、厚度为1.6 mm 的FR4 介质板的两面,并且采用微带线的馈电方式。这个天线有着小型化尺寸26 mm×20 mm×1.6 mm。测量结果显示,低频和高频的-10 dB 阻抗带宽分别为2.3-2.5 GHz 和4.7-6.8 GHz;这个 带宽覆盖了2.4/5.2/5.8 GHz 无线局域网工作频段。同时得到了较好的全向方向图。这个天线的低频和高频的平均增益分别为2dBi 和3.7dBi。