Wi-Fi/WiMAX双极化阵列天线研究

提出一种应用于Wi-Fi/WiMAX的宽带高增益双极化阵列天线.它由+45°和-45°正交极化的两个天线组成。当频率为2.38~2.72 GHz时,天线的回波损耗大于-10 dB;端口1与端口2之间隔离度大于20 dB;端口1在2.45 GHz时获得最大增益为17.14 dBi,端口2在2.483 GHz时获得最大增益为17.15 dBi.仿真和测试很好相吻合,该双极化天线能满足Wi-Fi/WiMAX通信网络要求.     

面向5G无线通信的紧凑型高隔离度双频MIMO天线

设计了一种适用于5G无线通信的紧凑型高隔离度双频多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)缝隙天线.天线单元采用矩形环作为地,在其中嵌入2个大小不同,开口方向相反的六边形谐振环实现双频.将两天线单元正交放置形成二单元MIMO天线,为提升隔离度,在两天线单元环形地相接处刻蚀矩形缝隙进行解耦.仿真和测试结果表明,该天线可以工作在2.57 GHz～2.62 GHz和3.5 GHz～3.6 GHz频段,且在2个工作频段内隔离度均高于23.2 dB, ECC低于0.01,具有良好的辐射性能.     

一种全向环形缝隙阵列天线设计

提出了一种新型的全向平面缝隙阵列天线. 8对环形缝隙背靠背蚀刻于带状线两侧地板,作为辐射单元,并且通过中心导带串行馈电.通过在环形缝隙内部加载一对Y形缝隙枝节,提升单元辐射性能.为进一步拓宽工作带宽,提高增益,采用遗传算法(GA)对天线进行优化设计,根据设计结果加工制作了天线样品.测量结果表明,天线的阻抗带宽(|S₁₁|<-10 dB)为5.69%(5.64 GHz～5.97 GHz),峰值增益为9.68 dBi,水平方向最大增益变化小于0.5 dB,在工作频带内具有稳定的全向辐射性能.     

基于超材料的低剖面高水平增益全向天线

设计了一款基于近零折射率超材料(NZRIM)的低剖面高水平面增益全向天线。超材料晶胞由两个对称的C形条带和一个弯折线条带组成。将超材料晶胞组成的阵列轴对称放置在全向天线的四周,有效改变电磁波的辐射方向,使之更靠近水平面,从而提高天线的水平面增益。测试结果表明,天线的-10 dB阻抗带宽为5.78 GHz～6.12 GHz。加载超材料后的天线在工作带宽内的水平增益可以提高0.5 dB～1 dB,最大水平增益达到2.68 dBi。     

基于菱形单元的宽带微带栅格阵列天线设计

本文设计了一款新型微带栅格阵列天线.为了拓展天线带宽,辐射单元采用非均匀尺寸的菱形结构,在介质基板与地板间加入空气层,采用探入式同轴探针对天线进行馈电.单元间微带传输线采用正弦曲线结构,极大地减小了天线的辐射口径.天线面积为290×205 mm^(2),共包含7个菱形辐射单元.通过建模仿真和扫参分析,结果表明,天线的阻抗带宽(|S_(11)|<-10 dB)为13.0%(2.30 GHz~2.62 GHz).在工作频率2.45 GHz处,天线的最大增益达到15.4 dBi,交叉极化小于-25 dB,旁瓣电平低于-15.6 dB.     

一种适用于WLAN的新型高隔离度双频双极化天线

本文设计了一种新型的适用于WLAN的双频双极化微带天线.该天线通过改变辐射贴片以及缝隙的尺寸,并在凸字形的辐射贴片夹角处开缝,以此来实现双频双极化特性.同时,通过改变馈线形状并在馈线上开U型缝隙,提高端口隔离度以及高频工作频带的带宽.利用电磁仿真软件HFSS对天线的结构参数进行仿真和优化.仿真结果表明:天线可以工作在2.36GHz和5.44GHz两个频率点,相对阻抗带宽分别为10.6%(2.21GHz~2.46GHz)、4.8%(5.31GHz~5.57GHz).两个频段增益最大值分别约为4dB,5dB.     

差分高隔离MIMO天线的设计

本文设计了一种具有差分馈电的高隔离度四端口多输入多输出(MIMO)天线.天线的辐射单元由一个十字型贴片和一个方形环贴片两部分嵌套而成.天线两个贴片分别采用不同的馈电方式,十字型贴片采用微带转探针馈电;方形环贴片采用T型功分器和微带线的差分馈电网络馈电.天线中心频率均为2.42 GHz,带宽均大于45 MHz.为了改善天线的隔离度,在天线的端口之间增加了中和线.仿真结果显示,采用本文的设计方法,天线单元间的隔离度改善了12.1 dB,天线单元间的互耦在天线工作频段内均低于-25.6 dB.     

新型半模基片集成波导漏波天线

 为了设计一种结构简单、可靠性高的全向天线,提出了一种基于半模基片集成波导技术的漏波天线.这种天线是在半模基片集成波导结构的H壁增加4个对称振子形成的漏波辐射结构.使用电磁仿真软件对提出的天线结构进行了精确的建模,分析了介质厚度对天线带宽的影响,并对天线结构进行了优化,最后制作了天线测试样片进行实验验证.所设计的天线具有较宽的带宽和准全向辐射的特性,在7.3~9.7 GHz频段内具有良好的辐射性能,最大增益为5.8 dBi,测试结果验证了设计的有效性．     

地网对垂直偶极子天线辐射特性的影响

研究地网对垂直偶板子天线辐射特性的影响。建立了该天线的仿真模型，采用基于矩量法的仿真软件计算了铺设地网后垂直偶板子天线增益、输入阻抗、最大辐射仰角、3dB波瓣宽度等辐射特性。结果表明，地网中心偏离天线振子正下方0．75λ时能显著提高天线的增益，改变地网大小和铺设密度也能在一定程度上提高天线的增益。     

基于中和线解耦的小型化MIMO天线设计

本文设计了一种利用中和线技术来提高隔离度的双频MIMO天线.天线单元采用印刷单极天线的形式,两个工作频段分别覆盖WLAN频率2.45 GHz/5.2 GHz/5.8 GHz.低频谐振单元为倒F天线,通过增加短截线,用以产生高频谐振,实现双频工作.在天线之间增加一个悬置的中和线来提高天线端口之间的隔离度.仿真结果表明,天线两个工作频带分别为2.39~2.53 GHz和4.57~6.09 GHz.天线两个端口之间的隔离度,在低频段内,S 21<-19.3 dB,在高频段内,S 21<-24.6 dB,满足移动通信WLAN频段天线的设计要求.     

基于双谐振环超表面的双波束天线

本文提出了一种基于双谐振环超表面的双波束天线.天线由两个相同的印刷偶极子贴片和超表面构成,超表面单元为双谐振环.该天线通过加载超表面实现了波束成形和波束偏转;同时,通过在偶极子贴片辐射臂旁边加入一排短路过孔,抑制了旁瓣,增加了波束的偏斜角度,还使天线的波束宽度变窄.另外,在基板上加载2×2的双谐振环阵列,提高了天线的增益.结果表明,天线谐振频率在3.5 GHz,-10 dB带宽为0.93 GHz,最大辐射波束指向(φ,θ)=(±155°, 90°),增益可达到8.02 dBi.     

用于WiFi频段的极化分集天线的研究与设计

本文设计了一个用于WiFi频段的极化分集天线,该天线由水平极化的缝隙天线和垂直极化的单极天线组成,利用其电场的垂直正交特性,可以提高分集天线两个端口间的隔离度.所设计的天线尺寸为24mm×36mm,测量与仿真结果显示该天线能工作在2.28~2.55GHz和5.63~5.87GHz两个频段内,具有较好的辐射特性,天线单元间的隔离度达到了30dB以上.     

新型全向圆柱体共形微带天线

本文提出了一种工作在2.4GHz处的新型全向圆柱体共形微带天线.该天线由两层介质板构成,采用8个对称分布的矩形金属贴片作为辐射单元,在方位角平面形成全向辐射,最大增益为4.816dB,工作频段是2.3GHz2.58GHz;通过采用耦合边馈和引入附属矩形贴片的方法,拓宽了天线带宽.天线的直径为50mm,高100mm,符合传统手榴弹规格要求,可用于手榴弹的监测与定位.相比已有的共形天线,该天线具有结构简单、高增益、宽频带等优点.天线内部有完整接地板,可完全屏蔽柱体内部结构.     

一种基于CSRR结构的全向微带缝隙阵列天线设计

提出了一种新型的全向微带缝隙阵列天线,缝隙单元基于圆形互补开口谐振环(CSRR)结构.天线共有8个背靠背CSRR缝隙单元,分别蚀刻在带状线两侧接地板上,通过中心导带串行馈电.为了获得良好的全向性能,相邻CSRR缝隙单元开口朝向相反,并对天线结构进行扫参分析.设计了一款工作在5.8 GHz的水平全向缝隙阵列天线,仿真结果表明,天线的阻抗带宽(|S_(11)|-10 dB)为4.8%(5.69 GHz～5.97 GHz),最大增益为9.63 dBi,水平方向最大增益变化小于0.5 dB.     

基于超表面的四波束贴片天线

本文提出了一种基于超表面的四波束贴片天线.该天线的辐射单元由4个蚀刻有开口矩形环缝隙的矩形贴片组成,超表面结构由三角形环组成的"箭头"形单元组成, 4个输入端口都采用同轴馈电.通过在矩形贴片上蚀刻开口矩形环缝隙改善了天线的阻抗匹配,同时,利用放置在辐射单元上方的单层超表面实现波束赋形.结果表明:天线的-10 dB阻抗带宽为5.31～6.24 GHz (0.93 GHz),在工作频段内天线的增益达到了7.55 dBi, 4个波束与+z方向之间的夹角为26°.     

应用于5G的高隔离双频MIMO天线设计

本文设计了一种适用于5G的n41(2.496 GHz～2.690 GHz), n78(3.300 GHz～3.800 GHz)频段的高隔离双频多输入多输出天线。通过在单极子天线单元上延伸出L型枝节产生新的谐振来实现双频,并将两个结构相同的双频天线单元以对称方式进行放置。通过在两个天线单元之间的接地板上刻蚀一个C型槽来提高天线两端口之间的隔离度,在接地板上加载一个接地枝节进一步改善天线在较高工作频段的隔离度。天线实测结果表明,工作频段分别为2.55 GHz～2.75 GHz(7.5%)和3.28 GHz～3.85 GHz(16.0%),端口之间的隔离度在工作频段内分别大于22 dB, 20 dB。     

宽频带±45°双极化基站天线的设计

本文设计了应用于2G,3G,4G(LTE)的一种宽频带±45°双极化基站天线.天线由两组垂直交叉的蝴蝶结状偶极子天线构成,每一组偶极子天线通过连接同轴线的短截线馈电,从而实现了天线的平面结构.通过在每组交叉偶极子天线上开设3个矩形缝隙和1个V形缝隙,可以有效地拓宽设计天线的阻抗带宽、改善天线的增益.仿真结果表明:该天线可以工作在1.7~2.7GHz频率范围内,两端口的回波损耗大于15dB,两端口之间隔离度大于27dB,半功率波束宽度在65°±3°范围内,整个频段内增益均大于7.7dBi,前后向增益比大于20dB.     

采用缺陷地的高隔离MIMO天线设计

本文设计了一种具有高隔离度的四端口多输入多输出(MIMO)天线.该天线的辐射单元由一个正八边形的贴片和一个方形环贴片两部分构成.天线的谐振频率在2.45GHz,工作带宽大于50MHz.设计了一种缺陷地结构来改善天线单元间的隔离度,并分析了缝隙尺寸与天线单元间的耦合电流之间的关系.这种缺陷地结构,通过改变天线地上的电流分布,降低天线单元间的耦合,从而实现天线单元间的高隔离度.仿真结果显示:采用本文的设计方法,天线单元间的隔离度改善了10.1dB,天线单元间的互耦在天线工作频段内均低于-23.6dB.     

宽频带印刷振子型基站天线的设计

本文首先提出了一种基于DSPSL结构的印刷振子天线单元,天线振子的两臂对称地印制在介质基板上下表面并采用渐变结构的双面平行带线进行馈电,这种结构具有良好的宽带特性.其次,以该天线辐射单元为阵元,设计了一款8单元直线型天线阵并添加了反射板,随后对阵列天线进行了仿真.仿真结果显示,该天线的工作频率范围为1.71~2.67GHz,最大增益为17.2dBi.此外,阵列天线的水平面半功率波束宽度为64.7°,前后比大于28dBi,满足农村地区移动通信系统对于基站天线的指标要求.     

应用于无线通信的小型化极化分集天线

给出一种应用于无线通信的极化分集天线.该天线结构简单紧凑,由两个方向垂直的T形天线单元实现线性极化分集.通过在接地板上开L形的槽,实现了天线的小型化,同时提高了两个端口的隔离度.仿真和测量结果表明,所实现的天线工作在2.4 GHz,在两个端口上,回波损耗小于-10 dB的带宽大于30%,两端口隔离度基本在-20 dB以下.测量结果与仿真结果基本吻合.