介质透镜天线在西北交通干线4G组网方案研究及应用

受制于站址建设难度大和投资效益差等客观因素,交通干线4G无线网络覆盖“弱、盲”问题普遍存在。在地广人稀的西北地区,该问题尤为突出,急需一种新技术手段帮助运营商实现交通干线场景的低成本、高质量4G无线网络覆盖。本文通过理论分析及实际组网测试验证了介质透镜天线提升单站覆盖范围的有效性。采用介质透镜天线替换交通干线沿线站点的传统板状天线,可有效提升交通干线的4G无线网络覆盖。特定场景下,通过“隔站闭站”技术还可以在保证网络质量的同时减少站址密度,达到降本增效的目的。

用于近程被动成像的3mm波准光介质透镜天线设计

针对近程焦平面被动阵成像系统应用,设计了3 mm波准光介质透镜天线。根据应用需求设计成像系统光路结构,并结合高斯准光理论得出光路设计参数;选择透镜表面为双凸非球面结构,利用光学分析软件ZEMAX优化设计透镜轮廓以减小成像像差;利用电磁仿真软件FEKO计算透镜天线近场分布,对设计进行验证与修正。测试结果表明,所设计的介质透镜在像平面上形成的聚焦波束3 d B尺寸仅为29.5 mm,偏轴时波束指向均匀性好,在700 mm(H)*1 800 mm(V)视场范围内波束功率电平值性改变量小于0.9 d B。

红外热像法测毫米波介质透镜天线的焦斑

根据温度与透镜天线焦斑之间的对应关系,用红外热像测温方法对自行设计的毫米波介质透镜天线的焦斑进行了测量,经分析计算,得到了透镜天线焦斑的实测值,对透镜天线焦斑焦距的设计值进行了修正,实现了毫米波的定位定功率密度辐射。与其它测温方法相比,用红外热成像方法测透镜天线焦区场分布具有准确测量局部温度、温度分布及热图像处理等优点。

毫米波低副瓣赋形介质透镜天线设计

通过对介质透镜赋形,把初级馈源方向图转变为透镜口径面上所需的场分布函数,便可获得所需要的各种波束。本文给出了一种基于几何光学的简单而实用的透镜赋形方法,通过赋形能实现介质透镜天线低副瓣的要求。

毫米波宽带高增益介质超透镜天线设计

基于相位补偿原理设计了一款全介质超透镜,同时使用喇叭天线作为馈源对透镜进行馈电。通过改变介质单元的高度和介质孔的深度实现了足够的相位补偿范围。该透镜共有506个单元,口径尺寸为44.6 mm×46.6 mm,该传输阵天线的焦径比为1。天线使用全介质结构,因此使用3D打印技术加工该全介质透镜,可以降低加工成本。仿真与实测结果显示,在82 GHz该介质超透镜天线增益达到29.7 dBi,口径效率为52.55%,1 dB增益带宽为20.5%(73.2~90 GHz)。