5G大规模紧耦合阵列天线简析

简述5G网络通信技术的发展趋势以及传统二维、三维阵列天线的基本原理和自身劣势,并在此基础上提出5G大规模紧耦合阵列天线所具有的技术优势,认为5×5的25单元紧耦合阵列天线的各个单元与其子阵列之间的频段满足了<3的数值范围要求,有源电压驻波比也在可控范围内,说明匹配效果较好,性能较高。     

MIMO技术在5G移动通信阵列天线建模中的应用分析

文章介绍了当前5G移动通信的发展情况、MIMO技术的应用原理及优势、5G移动通信阵列的天线建模方法与模型的比对,并以5G移动终端为例,叙述MIMO技术融入到移动通信阵列天线建模中的方法,以期通过将MIMO技术应用到5G移动通信天线阵列中的方式,向用户提供稳定安全的信息通道。     

5G基站天线面临的电磁兼容问题及对策

目前,5G移动通信已初步实现商用。一方面,由于2G、3G、4G和5G系统兼容使用,导致上述系统的基站天线需共存使用,因此加剧了数量庞大的基站天线与日益紧张的站址资源之间的矛盾。另一方面,为了实现5G信号的高效覆盖,5G基站天线系统采用大规模MIMO阵列,需要在有限的空间布置上百个天线单元。这势必会导致基站运营成本的增加。为了减少基站的数量,并降低基站的运营成本,业内一个有效的方法是使用多频段多阵列共口径基站天线,即通过紧凑的阵列布局,将2G、3G、4G、5G频段的天线阵列一体化,共用一个反射板和天线罩。     

基站天线异频去耦技术新进展

5G技术海量数据传输的需求,使基站天线的异频干扰问题日益突出.文章聚焦共口径基站天线的异频感应耦合及谐振耦合干扰问题,指出了耦合产生的原因.概述了国内外有代表性的异频去耦技术,如扼流器、频率选择表面、螺旋同轴线等.最后,详细介绍了异频去耦技术的研发新进展,包括陷波天线技术、背腔天线技术以及铁氧体磁环加载技术,展示了去耦合结构和天线阵列的设计,讨论了每种方法的去耦原理.仿真和测试结果表明,这些去耦方法能减弱天线间散射或谐振干扰,并实现方向图的保形.     

通过三维动画模拟演示大规模天线阵列装配的研究

大规模天线阵列技术是实现信息互联互通的重要支撑,在智慧城市、无人驾驶、物联感知和5G移动通信等方面有着十分重要的作用。随着技术应用领域的扩大和现实需求的急剧增长,传统的依靠平面图纸演示装配流程的方式已无法满足各行业对展示形式提出的新要求。可视化、高还原度已成为技术展示的重点。针对越来越多的产业对天线技术演示的需求,本文在三维动画模拟演示大规模天线阵列技术的装配和技术应用展示方面开展了系统性的研究工作。主要内容如下：第一部分,研究背景。该部分通过结合市场调研数据,主要分析了大规模天线阵列技术和三维动画技术目前发展的社会背景。第二部分,可应用领域与现实需求。该部分从研发团队、生产公司、用户三个角度,结合社会调查,论述动画模拟对天线技术的重要性。第三部分,技术结合的优势与现实意义。通过分析三维动画与天线阵列的特点,结合现实案例,阐述二者结合的优势所在。第四部分,研究局限与展望。解释当前技术上存在的局限性,并对后续多样性发展提出展望。总之,本文通过三维动画技术模拟演示大规模天线阵列的装配流程和工作原理,在技术可视化方面有着重要的应用价值。     

移动通信中的智能天线技术

文章首先介绍了智能天线技术中的基本概念及其在移动通信系统中的发展和应用,然后说明了在移动通信系统中,应用智能天线技术可以提高系统的性能和容量,并可以简化系统控制。在此基础上,文章分别介绍了切换智能天线中预置波束的设计方法和自适应天线阵列中的经典自适应算法,并简介了目前智能天线技术的发展现状。     

5G中的超宽带阵列天线及其小型化技术

研究了超宽带阵列天线的设计及其低剖面技术。将ADS电路仿真软件与电磁场全波仿真软件Ansoft HFSS相结合,利用具有紧耦合的偶极子天线单元设计具有宽带工作的低剖面强耦合阵列天线。研究结果表明,在工作频率范围0.67~3. 78 GHz频段内,该天线阵列的电压驻波比优于2. 0,相对带宽为139. 78%,天线阵列的剖面仅有40.25 mm。其次,研究了加载人工磁导体结构实现阵列天线的低剖面技术。采用构成高阻抗地的人工磁导体结构改善了天线高频谐振性能,从而降低了天线的剖面高度。全波电磁仿真结果表明,该天线阵列在1. 1 ~ 2. 8 GHz范围的工作频率中电压驻波比优于2. 0,天线的剖面高度仅为24 mm,相对带宽78%。该技术可拓展应用到5G天线的开发。     

移动通信与电控阵列天线

简要叙述了移动通信的方式和特点，移动通信的设备和应用。着重介绍了第三代移动通信对天线智能化的要求和目前已经开发并用于移动通信系统的几种电控阵列天线。     

5G大规模天线系统研究现状及发展趋势

针对第5代移动通信的关键技术-大规模天线技术,介绍了国内外、研究机构的研究现状。总结了贝尔实验室、美国莱斯大学、大唐电信、华为、中兴、54所等国内外多家单位的研究成果。在此基础上,分析了5G大规模天线系统的发展趋势,提出了有源集成化天线是5G大规模天线系统的必然选择,并分析了大规模有源集成化天线在第五代移动通信系统中遇到的挑战。     

多频模块有源大规模MIMO天线研究

5G是一个多频应用场景的高传输速率和高传输数据量的移动通信系统。传统MIMO天线,因其天线振子数较少、几何位置固定很难满足要求。多频模块有源大规模MIMO天线采用可插拔多频有源模块,既可以从物理上同时满足波束赋形、空间分集和空间复用功能,还能根据具体需求采用不同频谱的有源阵列模块适应相关应用场景,是一款专为5G标准和需求设计的多天线设备。     

阵列接收噪声系数分析

通过雷达威力方程说明噪声系数的重要性,分析了单级接收、级联接收、无源阵接收和有源阵接收的噪声系数,给出了噪声系数的计算,总结了阵列接收机噪声系数的特点。     

New Elements Concentrated Planar Fractal Antenna Arrays for Celestial Surveillance and Wireless Communications

This research introduces three new fractal array configurations that have superior performance over the well‐known Sierpinski fractal array. These arrays are based on the fractal shapes Dragon, Twig, and a new shape which will be called Flap fractal. Their superiority comes from the low side lobe level and/or the wide angle between the main lobe and the side lobes, which improves the signal‐to‐intersymbol interference and signal‐to‐noise ratio. Their performance is compared to the known array configurations: uniform, random, and Sierpinski fractal arrays.     

一种超方向性阵列天线综合方法

以往的阵列综合方法不能在获得高的方向性系数的同时保证外部噪声占优,不能用于超方向性阵列综合 .本文提出了一种新的阵列综合方法,该方法适用于任意阵列形式,以最大化阵列方向性系数为目标,通过对阵列效率的约束保证了外部噪声占优的条件,并通过迭代控制了方向图的旁瓣,实现了阵列效率和旁瓣约束下的方向性系数最优化,很好地满足了超方向性阵列综合的要求 .对多种阵列的综合结果表明了这种方法的有效性和灵活性 .     

传声器阵列校准技术研究

气动噪声通常为宽频噪声,设计的阵列需要同时满足对高低频信号的测量需求,在确定了阵列测量频率范围的情况下,设计相应的阵列形式。在风洞气动噪声试验技术中,基于传声器阵列的噪声源定位技术是核心试验技术,噪声源定位的精准度主要取决于传声器阵列校准技术。传声器相位阵列安装之后,由于传声器频率响应和灵敏度不同,前置放大器、电缆的铺设、电源和信号调理器的频率响应以及传声器在阵列中的安装影响,会引起数据采集系统各测量通道间固有的相位差和幅值差。修正传声器的相位差和幅值差使得所有的传声器幅频响应一致,保证试验结果的准度。     

数字相控阵与模拟相控阵雷达的性能对比分析

对比传统的有源相控阵雷达,探讨了数字有源相控阵面临的诸多难题,如宽带、反干扰、数字T/R组件和超低副瓣等,以期对数字有源相控阵雷达的优缺点及进一步的研究重点有一个更加全面的认识。     

柱面共形波导裂缝天线阵列设计

介绍了Ku 波段波导裂缝共形阵列天线，通过控制辐射缝的位置补偿天线柱面共形引入的空间相位差，实现共形天线的有效辐射，分析了辐射缝的位置补偿导致的周期性副瓣。     

均匀圆阵列参数分析

针对一个任意指定最大辐射方向的均匀圆阵列,分析了阵列半径和阵元数目对阵列方位面和俯仰面方向图的影响,阵列半径越大,半功率波束宽度越小。但随着半径的增加,阵列所占空间增大,不利于与移动载体共形,所以应当予以平衡考虑。而阵元数目对阵列特性影响很小,所以只需要取能满足设计需求的最小值即可。     

最大SNR准则的共形阵列波束合成方法

相控阵波束合成的最终目的是提高接收信号的信噪比(Signal-to-Noise Ratio, SNR),但是由于共形阵阵面是弯曲的,各个阵元具有不同的接收SNR,把所有阵元移相后直接进行波束合成并不能保证获得最大SNR。在考虑单元方向图影响情况下,通过对共形相控阵天线接收SNR解析表示,采用迭代方式对阵元是否接入波束合成进行判断,确保了天线具有最大SNR输出。计算机仿真证实了阵元选择方法的正确性。     

Synthesis of Thinned Multiple Concentric Circular Ring Array Antennas using Particle Swarm Optimization

In this paper, we propose an optimization method based on Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm for thinning a large multiple concentric circular ring array of uniformly excited isotropic antennas and generate a pencil beam in the vertical plane with minimum relative side lobe level (SLL). The half-power beam width of the pattern is attempted to make equal to that of a fully populated array of same size and shape. The synthesis is performed with a standard particle swarm optimization technique as well as with an improved version of standard PSO. Simulation results of the proposed thinned array are compared with a fully populated array to illustrate the effectiveness of our proposed method.     

阵列方向图综合的一些方法

介绍了几种常用的阵列方向图综合方法。切比雪夫阵列在指定的副瓣电平下主瓣宽度最窄,在指定的主瓣宽度下副瓣电平最低;相位控制技术通过控制阵列各单元的相位实现波束的指向变化;最后介绍了遗传算法并利用遗传算法优化了8元线阵,将其相对副瓣电平抑制到了-50dB。