宽带低噪声放大器有源集成天线设计

针对传统有源天线存在的线路损耗问题,提出一款新型宽带低噪声放大器有源集成天线.该设计将天线同时作为辐射元件和有源电路的匹配部分,在不使用任何输入匹配网络的情况下,将低噪放管与天线高度集成,实现有源电路和无源天线一体化.本文设计采用AV-AGO公司的GaAs HEMT低噪放管,通过加载缝隙的倒F天线实现了32％的匹配带宽...     

一款应用于移动多媒体广播（CMMB）的有源天线设计

微带天线具有低剖面、易于制作的特点,这对移动通信系统设备的小型化是非常有用的。但微带天线的窄带特性难以满足一些实际工程的宽带需求。将微带蜿蜒蛇形天线与有源低噪声放大电路组合起来,设计出了一款小型紧凑的CMMB有源天线,它的尺寸仅为1.5×1.5×3cm左右,10dB回波损耗阻抗带宽覆盖470-800MHz,这表明该天线可以满足CMMB通信系统的需求。     

C波段有源接收天线子阵的设计

随着无线技术的迅速发展,人们对无线设备的小型化要求日益提高,因此天线的小型化、宽带化和高增益成为了无线通信中的研究重点。有源天线由于其体积小、频带宽,受到广泛关注。针对这些发展要求,参考有源天线的2种形式,提出将二单元天线作为一个天线阵列的子阵,通过背馈方式与低噪声放大器集成形成一个有源接收天线子阵。测试结果表明,该有源子阵谐振频率在4.8 GHz,工作频段为4.6~5.0 GHz,在中心频率处回波损耗大于20 dB,增益大于15 dB,3 dB波束宽度为35.8°。与无源天线相比,同等尺寸下工作频带展宽得到拓展,增益得到明显提高。     

一种新型宽波束圆极化天线的设计

本文提出了一种新型的螺旋结构的天线，将角锥螺旋与四臂螺旋的结构巧妙的结合起来，并采用了自相移结构及渐进式的平衡馈电，经有限元法对其辐射特性进行分析和实测，结果都说明该种天线在实现宽波束圆极化的同时展宽了频带，且结构简单。     

一种紧凑型双圆极化有源接收天线设计

设计了一种S波段紧凑型双圆极化有源接收天线,该有源接收天线将微带贴片天线与90°混合电桥、低噪声放大器集成设计,既实现了有源天线的整体小型化又提高了各器件间的连接效率;并通过背馈玻璃绝缘子和一种半差分的方式馈电,在改善微带贴片天线方向图对称性的同时,简化了传统差分式馈电的复杂结构.仿真和实测结果表明,该有源接收天线在2.2~2.3 GHz内端口驻波比小于1.47,噪声系数小于0.73 dB,主瓣内轴比小于2.4 dB,G/T值大于-13.9 dB/K,与已有公开文献的有源接收单元天线相比,在保持结构紧凑的同时,其G/T值有较大幅度提升.     

一种高增益低功耗CMOS LNA设计

采用TSMC0.18μmCMOS工艺,利用ADS2008软件仿真,设计了一种高增益的CMOS低噪声放大器。与传统的共源共栅结构相比,该电路在晶体管M3的栅源极处并入电容C1,以增加系统抗干扰能力;并在级间引入一并联电感和电容与寄生电容谐振,以提高增益。仿真结果表明,在2.4 GHz工作频率下,该电路的增益大于20 dB,噪声系数小于1 dB,工作电压为1.5 V,功耗小于5 mW,且输入输出阻抗匹配良好。     

基于FDTD算法的有源集成天线设计

由于缺乏适合的商业软件对有源集成天线(AIA)进行模拟设计,致使设计周期加长和成本升高.为了克服这一缺点,利用FDTD算法进行了AIA模拟和设计,仿真结果与实测结果吻合良好,证明了FDTD算法在AIA设计中的有效性.     

一种改进的有源集成天线设计方法

提出了一种改进的有源集成天线设计方法. 通过有源模块在有源集成天线模型中的反向嵌入,在电磁仿真软件CST提供的瞬态场路联合仿真平台中实现远场辐射特性仿真;通过引入零阻抗的虚拟端口,完成有源集成天线的双端口网络模型等效变换,实现有源电路特性更为准确的计算. 在模型分析基础上提出了改进的设计方法,采用该方法完成了分别满足增益均衡和G/T值均衡两个约束准则的多频有源集成天线设计,并对G/T值均衡的有源集成天线进行加工和测试. 实测结果和仿真结果趋势一致,验证了改进的有源集成天线设计方法能够在不同准则要求下设计有源集成天线,对抑制设计误差、提高设计效率和改善有源集成天线的特性有积极的意义.     

一种新型宽波束圆极化微带天线的设计

设计了一种新型宽波束圆极化微带天线,该天线采用四探针馈电,馈电网络由威尔金森功分器和传输线移相器组成,使四个馈电探针的相位依次相差π/2,实现了右旋圆极化辐射。通过Ansoft HFSS仿真结果表明：该微带天线结构简单、极化纯度高、全向性能好、轴比小于3dB的圆极化带宽达到27.7%,高于一般的微带圆极化天线（轴比小于3dB带宽约为15%）。天线可以很好地满足GPS通信的技术要求,也可用于无线局域网。     

一种新型布局的圆极化微带天线阵优化设计

提出了一款高增益低副瓣新型圆极化微带天线阵。单元天线采用叠层切角圆极化微带结构,通过八边形边界布局和顺序旋转交叠组阵技术,实现了天线阵方向性图的对称性和圆极化辐射性能的最优化;馈电网络采用威尔金森功分器和最大平坦式阻抗变换器实现不等功分宽带阻抗匹配,通过改进馈电方向寻求对称结构,简化了馈电网络的设计。制作了天线阵实物并进行了测量。测试结果表明:天线在3.2~4.6 GHz频段内S₁₁<-10 dB,阻抗相对带宽36%;在3.8~4.5 GHz频段内顶点轴比小于3 dB,圆极化相对带宽17%;在4~4.4 GHz频段内天线增益均在15 dB以上,最高增益达17 dB。     

一种宽带小型化的双圆极化天线设计

设计了一种覆盖X频段的双圆极化天线,通过1个3 dB电桥分别给2个垂直交叉放置的Vivaldi天线馈电来实现双圆极化。为了实现宽带小型化,在Vivaldi天线表面开槽并且电桥采用耦合形式实现。仿真结果表明,所设计的天线整体尺寸为0.48λ×0.48λ×0.5λ(λ对应最低频率处波长),能够在8~12 GHz的频带内实现天线驻波比(VSWR)<2,轴比为3 dB,带宽为40%的左旋和右旋圆极化。     

圆极化微带贴片天线辐射和散射特性研究

提出了一种改进的宽带圆极化微带天线。该天线采用单端口、共面波导馈电。通过仿真优化,获得了32.7%的圆极化轴比带宽(AR<3dB),和47.6%的阻抗带宽(VSWR<2.0)。测量天线样机的阻抗带宽为44.4%,较好地吻合了仿真计算结果。最后,以设计天线为例,研究了圆极化微带贴片天线的辐射特性和散射特性,为圆极化天线雷达截面减缩技术打下了良好的理论和实验基础。     

一种宽频宽角圆极化一维相扫天线阵

基于改进型Vivaldi天线单元,采用4单元十字交叉组合构成圆极化天线,并通过增加耦合金属立柱改善天线轴比,设计了一种超宽频宽角覆盖圆极化直线阵。该天线在1.25-4.1 GHz频段电压驻波比(VSWR)小于2,在1.6-3.6 GHz频段轴比小于3 dB,在垂直扫描方向具备宽角覆盖能力,具备较高的工程应用价值。     

一种新型宽频带圆极化球螺旋馈源

提出了一种新型宽频带圆极化球螺旋馈源,给出了球面螺旋的几何关系和理论分析,得到了辐射场的解析关系和不同模式下远场的表达式.运用该理论进行工程设计并进行了实际测试,测试结果与理论分析的吻合,验证了理论分析和工程设计的正确性.与传统圆极化馈源相比,该馈源具有结构简单、频带宽、体积小等优势.     

Ferrite‐based wideband circularly polarized microstrip antenna design

In this paper, a wideband, circularly polarized patch antenna is proposed that leverages the unidirectional resonant modes of a circular patch mounted on top of a grounded dielectric‐ferrite substrate. The proposed antenna is fed via the proximity coupling method and several parasitically coupled patches are placed on a dielectric superstrate to enhance the impedance bandwidth of the antenna. The resonant modes of the structure rotate only in the clockwise or counter clockwise directions. In the frequency range where the effective permeability of the ferrite layer is negative, the resonance frequencies of these modes differ significantly, which produces a large axial ratio (AR) bandwidth. For the proposed antenna, the numerical results show the 10 dB impedance bandwidth to be around 44% and the 3 dB axial ratio bandwidth to be higher than 64%.     

CMOS低噪声放大器中的输入匹配研究与设计

分析了低噪声放大器设计中最常用的源极电感负反馈输入匹配结构,指出其存在的缺陷及如何改进,即利用一个小值LC网络代替大感值的栅极电感Lg,同时移除源极负反馈电感Ls.应用这种改进型输入匹配结构,基于0.18μm BSIM3模型设计了工作频带为5.1～5.8 GHz的宽带CMOS低噪声放大器.结果表明,虽然输入匹配由于移除源极负反馈电感Ls受到一定影响,但是有利于降低噪声系数并减小实际制作的芯片面积.     

A novel wideband and circularly polarized cross‐dipole antenna

In this paper, we present a novel wideband circularly polarized (CP) composite, called cavity‐backed crossed dipole antenna for 2.45 GHz industrial, scientific, and medical (ISM) band wireless communication. To excite the CP radiation effectively, a curved‐delay line providing an orthogonal phase difference among the cross‐dipole elements is attached at corners of the sequentially rotated elements. By choosing a proper radius of the curved‐delay line, a wide input impedance of the antenna can be realized. Unlike conventional cross‐dipole antennas, the proposed cross‐dipole antenna is designed with an open stub added to the radiating arms of the dipole so that both impedance and axial ratio bandwidths are enhanced. The antenna is center‐fed by a 50‐Ω coaxial cable and is placed above a cavity‐backed reflector to obtain a directional CP radiation pattern. With the advantage of being center‐fed, a symmetric CP radiation pattern can be achieved across the entire operating bandwidth. To further improve the directivity and the radiation pattern, a rectangular cavity‐backed reflector is used. Simulated and measured results confirm that the proposed antenna has good CP characteristics. The proposed antenna obtains a broad 3‐dB axial ratio bandwidth of 49% (1.20 GHz, 1.96–3.16 GHz) and an impedance bandwidth of 67.7% (1.66 GHz, 1.69–3.35 GHz) for reflection coefficient (S₁₁) ≦ −10 dB. It also yields an average CP gain of 9.2 dBic across the operating bandwidth and a peak CP gain of 10 dBic. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于宽带输入阻抗模型的有源集成天线设计

提出了利用微带天线的宽带输入阻抗模型进行有源集成天线的设计方法以预测有源集成天线(AIA)的辐射特性和谐波特性.谐波平衡法被用于得到AIA的谐波特性和阻抗模型的端口电压.然后端口电压作为激励源计算天线特性.实验结果显示该方法可以简单有效进行有源集成天线设计.