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.     

去耦合网络增加相邻天线端口的隔离度

多天线系统的采用大大地提高了无线通信系统的数据传输速率,但带来的问题是相邻天线间的强烈电磁干扰。台湾National Chiao Tung大学对提高相邻天线的端口隔离度进行了研究,提出了利用紧凑去耦合网络来加强相邻天线端口的耦合度。文中通过两个工作频段在2.45GHz的印制天线进行举例,说明采用去耦合结构后,可使这两个相邻天线在中心频率的端口隔离度从3dB增加到20dB,甚至更高;即使考虑回波损耗,也仍然大于10dB。     

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。     

基于介质片加载实现MIMO介质谐振器天线解耦

提出了一种通过在介质谐振器(DR)上表面侧边加载介质片(DS)来实现1×2 MIMO介质谐振器天线(DRA)解耦的新方法。1×2 MIMO DRA采用双层介质基板结构以优化阻抗匹配特性和辐射特性,两DR的边到边间距为0,天线工作在毫米波频段。所加载的DS使得DR内的场重新分布并向DS加载区域以及DS内集中,从而减弱耦合到另一DR单元的场强以实现解耦效果。基于ANSYS HFSS的仿真结果表明天线的-10 dB阻抗匹配带宽为25.6%(22.75～29.43 GHz),带内最大实现了30 dB的隔离度的增强。     

形变稳定的负磁导率超材料双频柔性天线

为了解决力学形变对柔性天线电磁特性影响的问题,设计了一种形变稳定的柔性天线,利用加载负磁导率超材料结构增加天线的新频段,使天线工作于2.45GHz和5.80GHz频段。分析了负磁导率超材料结构增加天线频段的机理与影响因素,进而总结了电磁-力学多物理场耦合特性。天线整体尺寸为0.24λ0×0.20λ0(λ0为2.45GHz时自由空间的波长),厚度仅为0.001λ0,实验结果表明天线在弯曲半径R为10～50mm时频段参数不变。可见加载负磁导率超材料结构单元可以增加天线频段,在一定的力学形变条件下电磁特性仍保持稳定,满足柔性天线超薄小型化的设计需求。     

宽带高隔离度双极化多层微带阵列天线研制

一种新型阵列天线采用多层印制板形式、通过寄生贴片加多级阻抗匹配实现了宽频带工作,对矩形贴片相互垂直的两条边采用"H"缝耦合及微带线边馈实现了双极化。实验结果表明,双层带线馈电网络很大程度上解决了馈电网络间耦合问题,提高了端口隔离度。天线带宽约26.5%,实测增益19 d B左右,隔离度大于37 d B。该天线剖面低、质量小,可作为单元组成更大规模的阵列。     

毫米波宽带超表面MIMO天线北大核心CSCD

本文设计了一款毫米波宽带超表面MIMO天线。基于特征模分析设计了宽带超表面天线单元,从而使其组成的MIMO天线具有宽带特性。为了改善天线的隔离度,在天线单元之间引入了金属化通孔以及隔离金属条带。天线整体仅使用了一层介质基板,通过同轴探针进行馈电,结构简单且易于集成,具有低剖面的优点。仿真结果显示,在21.3～31GHz(37%)频段内,天线匹配良好,隔离度不低于20dB,并且带内最高可实现增益可达8.1dBi。     

一种提高微带MIMO 天线端口隔离度的新方法

多输入多输出(MIMO) 无线通信系统已经成为提高通信系统可靠性和数据传输速率的有效技术。MIMO 通信系统中,终端天线的性能对系统通信容量的提升至关重要。为了提高天线端口隔离度,提出了一种在微带天线辐射贴片上加载缝隙阵列实现天线极化分集,提高天线隔离度的方法,并且将这种方法应用于两个2 单元微带MIMO 天线设计中,取得了良好的效果。缝隙阵列加载不但抑制了微带MIMO 天线单元间的耦合,而且产生了更多谐振频点,改善了高频谐振频点畸变的天线辐射方向图,并且天线尺寸也得到了很大的减缩。最后对比分析了设计的两个微带MIMO 天线,实测结果与仿真计算比较可知,在工作带宽内,单元天线间耦合得到了非常有效的抑制。这种在平面天线辐射贴片加载缝隙阵列改变天线极化方向的技术可以很好地用来抑制多天线系统中单元天线间的耦合,而且对天线的其他性能不会造成影响。     

一种新型小型化三频微带天线的设计

设计了一种可用于无线局域网/无线城域网(WLAN/WiMax)频段的小型化三频微带天线。该结构形似太极鱼,在鱼眼附近同轴馈电,并利用贴片上的一条矩形缝隙,既可实现阻抗匹配,又可使天线在贴片外边界3个位置产生谐振,进而实现在3个频段内同时工作。通过电磁仿真软件HFSS对天线进行仿真,结果表明,该天线在中心频点为2.45GHz,3.95GHz和5.25GHz处的回波损耗分别为29.7dB,29.2dB和27.4dB,天线性能良好。同时天线整体尺寸只有0.24λ×0.18λ(λ为频点2.45GHz时的自由空间波长),具有小型化的特点。该天线尺寸小且结构简单,具有良好的应用价值。其中2.45GHz和5.25GHz可用于WLAN频段,3.9GHz可用于WiMax频段。     

紧凑五-五单元天线阵设计

设计了一个五-五单元微带贴片天线,中心层叠天线单元结合矩形贴片表面电流分布原理,由独立馈电实现工作.分析了天线的驻波比、轴比、增益、天线单元间的隔离度,以及天线两个工作频段之间的隔离.实现了BD(B3)(“北斗”导航系统B3频段)和GNSS(全球导航卫星系统)两个导航定位频率的组合.不同频段天线单元复合布局,减小了天线的总体尺寸,能够应用于小型多功能接收机中.     

改善隔离度的“V”型结构的超宽带天线设计与实现

设计了一款栅栏形式的“V”型结构超宽带多入多出(MIMO)天线,将对角线上的2个基本天线单元置于介质板的另一侧,并引入一种栅栏形式“V”型结构的耦合器来降低天线单元间的耦合,用于改善天线的隔离度。该天线工作频段为3.3~12.02 GHz。经过对回波损耗和隔离度的仿真和测试,证明该款MIMO天线在不影响超宽带(UWB)天线基本性能的基础上满足了MIMO天线对隔离和分集增益的要求。     

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。     

一种用于WLAN/WiMAX的三频MIMO天线设计

介绍了一种用于WLAN(2.45 GHz,5.15~5.85 GHz)和WiMAX(3.50 GHz)3个频段的MIMO天线。该天线包含两个呈直角放置的E型单极子,使其产生3条耦合路径以获得3频特性。两个天线元间放置一个由接地面上凸起的T型隔离单元,降低了天线元间的耦合。仿真结果表明,该天线在其3个工作频段内的回波损耗＜-10 dB,且在工作频带内可获得15 dB的隔离度。     

基于新型共面波导的频率可重构MIMO天线设计

设计了一种基于新型共面波导(CPW)频率可重构多输入多输出(MIMO)天线。在天线中使用开关元件,通过控制开关改变CPW的电流长度来实现6.17～9.38 GHz与19.53～25.48 GHz离散频率可调。转换模式不需要额外的匹配电路,使得结构更紧凑。天线单元采用CPW馈电方式,蚀刻在F4B的介质基板上,MIMO配置无需额外的解耦装置便能实现良好的隔离效果。仿真和测试结果表明,单个天线与MIMO天线均可实现频率可重构特性,天线单元之间的隔离度<-20 dB,相关包络系数<0.05,分集增益接近10 dB,满足设计要求。     

一种基于人工电磁超材料的宽带MIMO天线去耦方法

本文提出了一种新的基于人工电磁超材料的宽带MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)天线的去耦方法,通过在两个天线单元之间周期性放置开口三角环形谐振器（open triangular ring resonators,OTRRs）来降低耦合度。多个不同谐振频率的OTRRs有效地增强了去耦带宽,与未加载去耦结构的MIMO天线相比,在5.2GHz频段,百分比带宽为5.74%,隔离度提高了9dB以上。     

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。     

集群通信与无线局域网多天线共口径设计

针对地面集群无线电通信800 MHz频段和无线局域网5 GHz频段, 融合共口径技术和多输入多输出技术设计了一种新颖四单元双模式天线, 该无线局域网天线采用双层微带结构结合多输入多输出技术, 实现高通信容量; 集群通信天线采用单层空气微带结构结合贴片耦合馈电技术, 并与无线局域网天线共口径设计, 实现多天线小型化.仿真和测试结果表明:集群通信天线(驻波比小于2)的阻抗带宽为806~866 MHz, 天线增益大于6 dBi; 无线局域网天线的阻抗带宽为4.9~6.1 GHz, 天线增益大于8 dBi; 各天线间的端口隔离度大于22 dB, 无线局域网天线的包络相关系数远小于0.01, 满足多输入多输出天线的分集要求.     

高隔离度双极化孔径耦合天线设计

采用多层贴片、垂直双H型孔径耦合结构设计了一种高隔离度双极化孔径耦合微带天线。主要通过实测分析不同贴片间距以及孔径大小对天线隔离度的影响,确定了最佳贴片间距和孔径尺寸。经AgilentES062A矢量网络分析仪实测,得出天线两个端口的回波损耗在2．4～2．5GHz能达到一16dB以下,在工作频段内双端口隔离度优于一31dB,与仿真结果吻合较好。该设计结构简单,成本低廉,易于制作,且可作为双极化基站阵列天线单元。     

一种应用于4G/5G频段的新型8×8频率可重构MIMO系统设计

文章提出一种可应用于4G/5G工作频段且应用分集技术解耦的8×8频率可重构MIMO系统。八天线阵列中包括4个可切换于2.6 GHz频段和3.5 GHz频段的频率可重构天线模块以及4个应用于3.5 GHz频段的5G模块。由于频率可重构技术的应用,该系统可满足网络传输速率等多种要求,进一步提高终端设备的空间利用率和系统应用的灵活性。文章给出了MIMO系统切换前后的S参数和包络相关系数等参数的计算结果,结果显示出多天线阵列的可应用性。