一种可用于体域网的小型化超宽带天线设计

基于FR4环氧板,设计了一种可用于体域网的非对称共面波导馈电的超宽带天线。该天线由Y型贴片、梯形地板和三叉戟共面馈线组成。Y型贴片、圆形贴片、三角形贴片实现4~5 GHz的中低频处带宽小于-10 d B的效果,梯形地板和三叉戟共面馈线实现7~14 GHz的高频处带宽小于-10 d B的效果。该天线采用非对称共面波导的馈电方式,具有良好的共面性与高度的集成性,使得天线的总体尺寸更小,辐射贴片的面积为22 mm×21 mm。与以往的小型化超宽带天线相比,该天线具有尺寸更小、带宽更宽的优势。经网络矢量分析仪测试结果表明,该天线在2. 14~11. 32 GHz的超宽带频段内回波损耗小于-10 d B(相对带宽为136. 4%),可适用于2. 4/5. 2/5. 8 GHz无线局域网、3. 5/5. 5 GHz WiMAX、LTE频段38和LTE频段40。同时,该天线距离人体大于5 mm时的比吸收率(SAR)小于2 W/kg,满足国际标准。     

一种地面开槽的双频宽频单极子天线

针对无线通信应用,设计了一种双频单极子天线,天线由共面波导馈电。天线的整体尺寸为30 mm×25 mm×0.8 mm,基板选用FR4。天线在平面单极子的基础上,通过在共面波导地平面上开槽,实现了双频特性;同时采用具有渐变结构的单极子贴片,实现了在较宽频带上良好的阻抗匹配。采用HFSS仿真软件对天线进行仿真,仿真结果表明:天线具有单极子天线的辐射特性,天线带宽较宽,在3.01~6.1 GHz反射损耗小于-10 d B,相对带宽达到了67.8%,工作频段覆盖了3.5/5.2/5.5/5.8 GHz频段。天线具有较好的全向辐射方向图和增益,其尺寸小、结构简单和易于加工,能够广泛用于WLAN和WiMAX通信系统中。     

一种宽带低副瓣微带阵列天线的设计

提出了一种X波段宽带低副瓣微带阵列天线的设计方法。在考虑互耦效应的影响下,通过改进微带贴片形状与优化贴片尺寸,有效地改善了天线单元阻抗特性。采用不等幅功分器设计微带形式的馈电网络,得到了16×16元微带阵列天线。设计结果表明,在所要求的9.5GHz~10.5GHz工作频段内,该阵列天线电压驻波比小于1.6,增益大于27.5d B,方位面与俯仰面副瓣电平均优于25d B。     

一种Ka频段瓦片式接收组件的设计与实现

根据机载卫星通信系统低轮廓天线的需求,应用微组装工艺设计了一种由53层LTCC微波基板组成的Ka频段2×2瓦片式接收组件,集成了低噪声放大器、移相器、衰减器及微波分合路网络等电路。对瓦片式组件的垂直互联、通道间互耦等关键技术开展了研究,采用补偿的同轴结构、优化腔体布局等措施解决了垂直互联传输损耗大及通道相互干扰的问题。采用BGA球进行基板间三维高密度互联,集成了34只各类元器件。测试结果与方案设计指标一致,接收组件噪声系数小于2.1 d B,通道增益大于20 d B,功耗小于0.5 W,重量仅为3 g,尺寸为14.2 mm×14.2 mm×4.5 mm。     

一款用于翻盖手机中的四单元天线系统

提出了一款用于翻盖手机中的四单元天线。该天线的阻抗带宽可以覆盖无线通信中的两个常用频段。在整个工作频段内的天线单元之间的互耦均小于-10分贝。参数分析给出了关键的结构参数对天线性能的影响。计算得到的相关系数和平均有效增益显示该天线系统能够提供很好的分集性能。     

折叠L形空气介质微带天线设计

针对传统微带天线体积较大、损耗高的问题,设计了一款工作于UHF频段的天线。首先,采用空气介质微带天线形式有效地降低损耗,同时利用折叠方法使得天线小型化,实现了较低的剖面,仅为0.03λ0;其次,利用L形馈电结构进一步增加了天线带宽,相对带宽达到34.4%;最后,利用四馈馈电网络使天线实现圆极化。天线尺寸为124 mm×124 mm×15 mm,中心频点为626 MHz,该频点处增益为5.2 d B。     

低互耦星载相控阵天线设计

介绍了一款工作于Ku频段的低互耦星载相控阵天线的设计方法, 采用在阵列单元周围加载金属腔体的方式降低阵列单元之间的互耦效应, 从而改善相控阵天线的方向图扫描特性.针对相控阵天线在二维±60°范围内低副瓣波束扫描的特点, 对5×5子阵和16×16阵列进行了研究, 验证了阵列的互耦降低方法的有效性和电性能.研究结果表明:相控阵单元间互耦小于-16 dB, 而相控阵单元在15.1~16.8 GHz电压驻波比小于2, 相对带宽11%;在频率为f₀±500 MHz范围内, E面3 dB波束宽度大于98°, 5 dB波束宽度大于113°, H面3 dB波束宽度大于113°, 5 dB波束宽度大于122°.在仿真设计的基础上, 研制了子阵天线试验样机, 测试结果与设计结果吻合良好, 证明了降低互耦方法的有效性, 天线单元方向图满足在±60°范围内波束扫描的要求, 可应用于相控阵雷达系统.     

一种小型化五陷波UWB天线设计

为了滤除窄带信号对超宽带(Ultra-Wide Band, UWB)通信系统的干扰以及解决天线尺寸偏大的问题，设计出一种小型化五陷波UWB天线。该天线通过添加L型枝节、C型槽、倒U型槽以及EBG结构，产生五个陷波带。对天线进行回波损耗(S₁₁)、驻波比(VSWR)以及增益(Gain)等仿真测试，通过天线表面的电流分布情况分析了天线的陷波原理，研究上述结构对天线陷波特性的影响。该天线将UWB通信应用与陷波天线技术相结合，最终尺寸为21 mm×16 mm,实现了体积小、频带宽、多频段陷波特性的性能要求，天线频带覆盖了S、C和X三个波段，具有屏蔽窄带信号干扰的作用，可应用于UWB通信系统。测试结果表明，天线的阻抗带宽为2～12 GHz,在工作频段内具有全向性，并且整个UWB频段内天线的增益变化在4 dB以内，最大增益为4.67 dB,在通带频段内，天线五个陷波特性的结果与仿真结果均吻合良好。     

返折LTCC结构的超窄带天线的设计方法

为满足超窄带无线通信对发射/接收系统的需求,提出一种适用于超窄带系统的紧凑型天线.该天线采用低温共烧陶瓷技术(low-temperature co-fired ceramic,LTCC),通过返折交叉单极辐射片的方式,在缩小天线尺寸的同时,达到降低天线工作频段的目的.该天线整体尺寸为4 mm×27 mm×1.2 mm,仿真结果表明,天线在253.845-254.275 MHz工作频段内,回波损耗小于-10 dB,相对带宽为0.34％.工作频段内回波损耗-频率下降比达到29.26 dB/MHz,交叉极化隔离度小于-31 dB.为无线超窄带系统通信提供了可行的电子器件.     

Ka频段双圆极化相控阵天线设计

设计了一个8×8的Ka频段双圆极化相控阵天线。该天线单元采用正交缝隙耦合馈电的多层贴片微带天线,并由一个小型化宽带3 d B枝节电桥实现双圆极化。为提高天线圆极化性能,依次旋转天线单元,形成2×2双圆极化天线子阵。以天线子阵为基础,扩展成8×8相控阵天线。HFSS仿真结果表明,天线在方位360°俯仰±60°范围内进行双圆极化扫描,轴比小于3 d B,且轴比带宽达30%。该研究结果可应用于卫星通信的双圆极化相控阵天线的设计。