采用螺旋线实现高隔离度的车载多频宽带MIMO天线

为解决车载天线工作带宽窄和MIMO天线低频段隔离度低等问题,提出一种应用于车载通信系统的多频宽带高隔离度的MIMO天线,其工作频段为824~960 MHz和1710~6000 MHz,可覆盖民用移动通信的2G/3G/4G/5G和无线局域网/车联网等频段。单极子天线单元采用弯曲、开槽等诸多技术实现多频宽带,还通过添加接地枝节来降低天线高度和提高物理稳定性;在MIMO天线设计上采用螺旋线来提高天线单元之间的隔离度。实测结果表明,天线在工作频段内的反射系数小于-10 dB,隔离度小于-20 dB,低频段增益和辐射效率略低,中高频段的增益均大于4 dBi,最高达到7 dBi,效率均高于70%,最高可以达到96%。实测数据与仿真数据具有良好的一致性,所研制的天线可满足车载天线对多频段通信和高隔离度MIMO天线的技术要求,其结构和尺寸专为安装于汽车内部中控台背面而设计。

基于高输入阻抗偶极子的低剖面宽带双极化基站天线

本文提出了一种低剖面的宽带双极化基站天线.该天线由两个相互交叉的扇形偶极子演变而来.首先,在扇形偶极子末端增加环形窄微带和金属化通孔,使天线端口输入阻抗增大,达到降低天线高度的目的 .然后,增大扇形偶极子臂的张角,产生第二谐振点,提高天线带宽.该双极化天线工作在2.17~2.7 GHz频段,可提供22%的带宽.而且,由于两个偶极子围绕几何中心高度对称,该天线在工作频带内可以获得较高的隔离度和交叉极化鉴别度,其中隔离度仿真值可达51 dB,0°交叉极化鉴别度仿真值可达48 dB.该天线的峰值增益仿真值高达9.6 dBi.综上所述,该天线具有高隔离、高交叉极化鉴别度和高增益等优点,在基站系统中具有良好的应用前景.

基于平面宽带耦合抑制结构提高天线端口互隔离度的方法

由于通信任务的多样化需求,同一系统中会集成多个不同频段的天线.相邻天线不可避免地会相互影响,导致天线端口的互隔离度下降.为提高双频段天线端口之间的互隔离度,本文提出了一种加载于低频单元上的平面、宽带耦合抑制结构(Planar/Wideband Coupling Suppression Structure,PWCSS),该耦合抑制结构谐振在高频段,可以有效减小低频单元在高频段的雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS),使低频单元辐射的高频能量被吸收,进而提升两天线单元在高频段的端口互隔离度.本文提出的PWCSS有以下优点:不会给低频单元带来额外的增益损失、不会对天线原有辐射方向图产生影响;不需要分层加工,成本低,集成度高;包含不同长度、不同位置的开路微带,可以有效地扩展耦合抑制的作用带宽.对天线进行了仿真、加工和测试.结果表明,采用PWCSS可使高频范围内平均互隔离度、最大互隔离度分别提高16.6 dB和30 dB.该耦合抑制方法可用于基站、探测、雷达等多天线系统,具有良好的应用前景.

ISAPE 2024第十四届天线、传播和电磁理论国际会议征稿通知

天线、传播与电磁理论国际公议(ISAPE)是一项国际学术公议,每两年举办一次,旨在为世界各地的学者,研究人员、工程师和学生提供了一个交流天线、传插和电磁理论领域最新进展的平台。第十四届天线、传播与电磁理论国际会议(ISAPE2024)将于2024年10月23日至26日在中国合肥举办。本届会议工作语言为英文。欢迎广大学者、工程技术人员和学生积极投稿、踊跃参会。

一种小型宽带双极化5G基站天线

设计了一种适用于2G/3G/4G/5G移动通信的小型宽带±45°双极化基站天线。该天线由2对偶极子辐射片、2条微带馈线和1块反射板组成,辐射臂和微带馈线采用双面印刷工艺印刷在0.8 mm厚的FR4板,并固定放置于开有圆形槽的反射板上。对天线实物进行加工测试,测试结果表明,端口1工作频段为1.82~3.60 GHz,端口2工作频段为1.64~3.41 GHz;工作频段内,反射系数小于-10 dB,端口隔离度优于18 dB;交叉极化比在视轴方向大于17 dB,±60°方向大于15 dB;半功率波束65°左右,前后比优于18 dB,测试和仿真结果较吻合。所设计天线带宽宽,尺寸小,且制作工艺简单,成本低廉,适合批量生产,应用于5G移动通信基站中。

基于多参数融合的超宽带基站布设优化方法

超宽带室内定位精度受非视距传播(Non-Line Of Sight,NLOS)、多径效应、基站布设等因素影响,而这些因素均与基站的布设阵型有关.因此,本文提出一种基于位置精度稀释因子(Positioning Dilution Of Precision,PDOP)、到达时间差(Time Difference Of Arrival,TDOA)测量误差和克拉美劳界的基站布设优化数学模型,可用遗传算法和萤火虫算法等智能算法求解.理论推导和仿真测试表明优化后的基站布设阵型相较于传统的立方体8基站阵型具有更好的平均误差和方差.14.5 m×7.6 m×3 m展厅的实测实验结果表明,经过优化后的基站布设阵型定位精度提高了0.7132 cm,且方差减小了50.6496 cm^(2)具有较高的稳定性.

小型化腔体宽带5G天线设计

为满足第5代移动通信技术越来越高的性能需求,设计了一种基于基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)谐振腔的高增益大带宽的可重构天线。通过矩形贴片和谐振腔的耦合,并在主单元两侧布置寄生单元,使天线的回波损耗S11≤−10 dB的工作带宽达到10.7%(3.36~3.74 GHz)。工作区间内最大增益达到7.78 dBi。与其他同类天线产品相比,该天线可以减少使用2/3的移相器,并且其使用FR-4材料,具有较大的成本优势。

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。

一种低剖面圆极化微带阵列天线的设计

为了适应宽波束覆盖需求的圆极化天线,同时展宽微带天线的轴比带宽,提出了一种新的低剖面1×4圆极化微带阵列天线。天线阵列由四个微带贴片单元组成的直线阵列,通过改变每个辐射贴片单元的馈电方向,按照一定规律组合,单元合成时通过相互抵消、抑制,可以有效提高阻抗带宽以及轴比带宽。仿真和实测结果表明,该天线阵在0.79~0.96GHz回波损耗低于-15 dB,轴比小于3 dB。天线具有低剖面、结构简单、易于加工等特点,满足预期设计要求。

面向变电站智能巡检5G大规模MIMO融合定位方法

随着新型电力系统建设的不断推进,电力终端和采集类设备的大范围接入,对变电站的巡检工作开展产生了巨大的挑战,实施难度大、定位精度无法保障。为此,设计了一种基于5G的大规模MIMO的融合定位算法,首先,利用静止波束成形方法拟合粗定位体系结构,确定直接定位方法的搜索区域。然后,推导四阶累积量拟合近场模型,并计算与远场基站关联的自适应权值。最后,构建了一种基于远场与近场联合直接定位的位置感知模型,将直接定位方法有效应用于粗定位区域,解决了依靠传统到达角定位方式密集小区误差大的问题。仿真结果表明,在相同的实验环境下基于5G基站的远近场景大规模MIMO融合定位技术具有更高的定位精度和稳定性,能够有效保证站内巡检定位的准确性。

蜂窝移动通信基站天线技术研究进展

介绍了蜂窝移动通信中基站天线技术的研究进展.作为蜂窝通信基站中的关键部件,通常要求基站天线满足越来越苛刻的系统电性能指标,同时需要综合考虑传播、系统和环境条件等因素.从系统设计的观点阐述了蜂窝移动通信高性能基站天线设计的几个关键问题,描述了双频段天线、双波束天线和极化分集天线等几种新研制的基站天线,介绍了智能天线技术在基站中的应用.

基于移动端多天线系统的无线衰落信道模型

根据当前无线移动通信对多天线移动接收端性能仿真的要求 ,讨论并建立了适于空时信号处理的移动端矢量信道模型。通过分析无线移动信道特点 ,研究了影响接收信号幅度相位的诸多因素 ,建立了相应的数学模型。并对随机参数选取进行了探讨。其中考虑到移动端接收信号到达角扩散的特点 ,采用GBSB椭圆模型产生了适于移动端接收信号仿真的随机角度 ,改进了一种瑞利衰落生成算法。最后信道的数值仿真结果符合理论和经验。同时 ,通过TD SCDMA系统链路级仿真 。

准八木型宽带高增益微带天线

基于八木天线的结构设计并制作了一个准八木型宽带高增益微带天线，利用三维电磁仿真软件（Ansoft HFSS）进行仿真设计，在已有的单一引向器结构的基础上，通过增加引向器数量实现了高增益和较宽的带宽。实际测试表明：天线工作频段在4．8～6．4GHz，在中心频率5．6GHZ处，峰值增益约为10．2dB，前后比约为21dB，与仿真结果基本吻合。另外，还给出了准八木型高增益微带天线的设计过程，并对具体结构和参数的选择对天线性能的影响进行了比较和讨论。

一种对任意线阵天线的主波束赋形方法

基于自适应天线阵理论 ,给出了一种用于任意线阵天线的主波束赋形算法。该方法通过迭代获得一组最优权值 ,用来减小加权赋形方向图和期望方向图在主波束上的差别 ,同时将旁瓣电平降低到期望值。一些算例充分说明了这种算法的有效性。该算法可以有效的控制主波束方向、宽度。

一种小型化八频段可重构手机天线设计

提出了一种新型频率可重构的手机天线,尺寸为43mm×9mm×3mm.该天线由曲折馈电枝节、耦合枝节,以及多路射频开关(RF-Switch)组成.通过RF-Switch接入不同的电感改变天线的感抗值和带线的有效电长度,在低频段得到了四种不同的工作状态,天线的低频带宽显著增加.研究结果表明:所设计天线能够很好地覆盖长期演进(Long Term Evolution,LTE)、无线广域网(Wireless Wide Area Network,WWAN)八个频带且频段内回波损耗小于-6dB.实测表明天线具有良好的辐射效率和辐射增益,能够实现全向覆盖,具有很好的应用前景.

一种新型三线式宽频带短波基站天线

提出了一种新型三线式宽频带短波基站天线的详细设计过程,对天线进行了仿真分析和实际测试,该天线在2 MHz^30 MHz频带范围内满足电压驻波比小于2.0,相对增益可达3 dBi^5 dBi,比普通宽带短波基站天线工作频带宽、辐射效率高。而且适应于不同用途,三线式短波基站天线具有平拉和倒‘V’两种架设方式。

单元互耦对自适应平面阵列性能的影响

采用混合法 矩量法和并矢格林函数法 ,着重研究了微带天线单元间的互耦对自适应平面阵列输入驻波比、波束指向、方向图的副瓣电平和零点位置的影响 ,最后通过测试对上述影响进行了验证 ,理论和实测较为一致 .结果表明 ,在移动通信中 ,基站自适应平面阵列的设计必须考虑辐射单元互耦效应 .

一种新的互耦补偿方法及其理论分析

提出了一种新的互耦补偿方法并应用到偶极子天线阵,该方法采用初次特征基函数作为每个阵元在阵列环境中的电流分布,分别应用互易定理和感应电动势法计算互阻抗矩阵,有效地修正了传统开路电压模型中的不足,具有明显高于传统方法的补偿精度;同时对近年提出的一种新互阻抗定义作了理论推导,证明了该方法与本文方法是等效的,而作者所宣称的新互阻抗定义并没有脱离传统框架.

超小型设备上的双频带天线设计

研究了一种超小型设备上的双频带天线。该超小型设备的尺寸为30mm×30mm×15mm，其最大边长不到低频所对应波长的十分之一。通过在低频激励地板辐射，在高频激励天线单元辐射的方案，实现了双谐振。同时还采用立体折叠地面方案进一步改进天线的低频性能。结合使用匹配电路，最终实现了GSM900（880～960MHz）和GSM1800（1710～1880MHz）双频带覆盖。在仿真设计的基础上实际制作了原型天线并进行测量，仿真和测试结果吻合良好。

板状振子型基站天线的快速矩量法分析

板状振子型基站天线是现代移动通信中广泛使用的一种新型基站天线,为了快速而准确地分析该基站天线的辐射特性,对基站天线反射板进行AutoCAD自动建模及对建模数据进行数据二次开发处理,然后利用ProgressiveNumericalMethod加速矩量法求解该新型基站天线的辐射特性,计算结果与已有结果吻合较好,并且节省了计算时间和内存需求量.