星载5G小型化天线的设计与分析

针对卫星通信中5G天线安装空间和结构尺寸存在限制的问题,文中基于梯形振子结构和L形弯折方式实现了星载5G天线的小型化设计。通过将对数周期天线的振子由矩形转变为长度更短的梯形,采用两个梯形结合1个90°扇形结构进一步合成该天线,优化振子结构,实现天线尺寸的横向缩减和小型化设计。文中将所设计天线应用于某型卫星平台中,研究不同摆放位置下的天线耦合度。结果表明,相较于传统结构,该小型化LPDA的横向尺寸从90 mm缩小到了65 mm,拥有更好的端口阻抗匹配特性和辐射性能,可以较好地满足5G卫星通信中载荷紧凑化、轻量化和频带集约化的应用要求。

基于超材料结构的双频小型化天线设计

该文设计了一款基于超材料结构的双频带共面波导馈电的小型化天线,主要应用于WLAN2.4/5.2/5.8 GHz和Wi MAX 3.5/5.5 GHz频段。通过在天线贴片上开一个大L形缝隙和两个小F形缝隙,并且加载一个具有超材料结构性质的矩形闭环谐振器,不仅产生了新的低频段(WLAN2.4GHz),实现了天线小型化,也展宽了高频的带宽。仿真结果表明,天线阻抗匹配特性良好,并且在工作频段内具有全向辐射性能,该天线可应用在WLAN和Wi MAX通信系统中。

TD-LTE网络中小型化天线的应用研究

本文应用无线网络规划仿真的方法,对小型化天线在TD-LTE网络中应用的性能进行了评估。根据目前小型化天线指标恶化程度的现状,在理想蜂窝结构以及实际现网工程中,通过仿真对比,给出了小型化天线在实际TD-LTE网络中的应用建议。

小型化超宽带H面脊喇叭端射天线

超宽带天线技术是实现射频孔径综合的关键技术之一,适用于解决大型电子信息系统中采用多个天线带来的布局困难、互相干扰等问题。本文设计了一款具有端射特性的小型化超宽带H面脊喇叭天线。天线通过加载指数型脊结构,降低了矩形波导的截止频率,从而大幅展宽了天线工作带宽。同时,通过在喇叭口加载单曲面形介质透镜,改善了辐射口面上相位不均匀的问题,进而显著提高了天线的端射增益。该天线结构紧凑,其尺寸仅为0.57λ_(L)×0.45λ_(L)×0.11λ_(L),可覆盖0.8 GHz~18 GHz的超宽频带,且交叉极化优于30 dB。该天线剖面低、结构稳定、易于加工,可直接安装于金属结构上,易于与载体集成。通过与同类型端射天线相比可知,该天线在小型化和电性能两方面都具有优越性。

应用于WLAN/WiMAX的小型化全向三频天线

针对现有小型化多频天线结构比较复杂、天线的全向特性不理想的问题，文中提出了一种可同时工作在WLAN（2．45GHz，5．15～5．85GHz）和WiMAX（3．50GHz）三个频段的天线．该天线采用了变形的顶加载单极天线结构，通过在非主极化方向上引入多频谐振支节，实现了在三个工作频率上的垂直极化全向辐射及高度仅10mrn、宽度仅13mm的小型化设计．实验结果表明，该天线在其3个工作频段内的回波损耗小于-10dB，实现了H面全向辐射，适合在移动环境中使用．

一种小型化双频天线的设计与分析

提出了一种小型化宽频带双频天线的设计。该天线由一个E形微带贴片和一个偶极子天线组合而成,产生高低2个频率,且低频段带宽可控。仿真的-10dB阻抗带宽分别为83MHz(2.4～2.485GHz)和812MHz(5.1～5.912GHz)。能够覆盖IEEE802.11b/g(2.4～2.483GHz)和IEEE802.11a(5.15～5.825GHz)工作频段,并对仿真结果进行了分析。同时给出的设计双频段宽带小型化天线的方法,可以对高低2个频段分开设计,对工程实践有一定的指导意义。

一种基于容性加载的小型化准八木天线研究

在传统准八木天线的基础上结合小型化技术,提出了一种新型的小型化准八木天线.天线结构上,对天线的馈电结构部分进行合理布局减小天线的纵向尺寸;对反射器和馈源振子进行容性加载,增加电流路径长度,进而减小天线的横向尺寸.确定结构后,利用HFSS软件对模型的相关参数进行仿真优化.天线测试结果显示,在射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)美标UHF频段902~928 MHz内实测结果与仿真结果吻合较好,其中增益为6.8dBi,驻波系数小于1.4,主瓣交叉极化比大于40dB.天线的尺寸仅为110mm×105mm,约为λ_0/3×λ_0/3(λ_0为中心频点自由空间波长),体现了小型化和优秀的电气性能.

GIS局部放电检测用小型化平面螺旋天线研究

随着变电站中气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)的广泛应用,局部放电检测逐渐成为发现故障隐患的重要手段。基于超高频(UHF)局部放电的检测原理,设计了一种工作于UHF频段的小型化天线。该天线基于传统阿基米德平面螺旋天线,利用一种振幅随着幅角线性增加的新型正弦波加载方式对天线进行进一步的小型化处理。通过HFSS软件进行仿真和试验验证,结果表明该天线在端口性能、方向性能以及增益等方面均满足局部放电检测的要求;同时天线尺寸较小,使用时易于安装,后续在GIS设备局部放电现场检测中有较大应用前景。

一种应用于WLAN的小型化定向辐射天线的设计

提出了一种应用于无线局域网的小型化定向辐射天线,该天线由辐射单元和反射面组成。辐射单元为共面波导馈电的缝隙天线。反射面为在常规的金属平面上开两同心方环形槽,通过开槽可使得反射面尺寸仅需略大于辐射单元尺寸即可实现天线较好的定向辐射。测试结果表明:天线总电尺寸为0.31λg×0.31λg×0.038λg(其中为频率2.45 GHz时介质基片中的波长),在工作频率内天线的最大增益为5.1 dBi。

准八木天线的小型化和宽带化研究

在传统准八木天线基础上,通过合理布局及容性加载技术,本文首先提出了一种小型化准八木天线,该天线在超高频(Ultra-High Frequency;UHF)射频识别(Radio Frequency Identification;RFID)频段内增益约为6.5d Bi,天线基片尺寸仅仅只有中心频点自由空间波长1/3;为了能够进一步拓宽天线带宽,将原天线中的馈源振子改为领结型结构,天线增益降为4d Bi左右,但-10d B相对带宽达到42.6%。通过样品测试,天线的仿真结果与测试结果吻合较好,验证了本文所提技术方案的可行性和正确性。

小型化MIMO天线设计在增强型移动宽带中的应用分析

根据无线通信技术快速发展的需求,针对性提出小型化多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)天线的设计,阐述在紧凑空间内实现多个天线元素布局的原理与技术挑战,评估小型化MIMO天线在增强型移动宽带应用中的性能。通过采用先进的隔离技术、优化辐射效率及带宽性能的方法,提高无线通信系统效率,并扩大系统容量。此外,介绍多频带操作和智能可重构天线技术在提升网络性能方面的应用,展示小型化MIMO天线在现代通信网络中的关键作用。

一种新颖的应用于无线局域网的小型化单极子天线

给出了一个新颖的三频工作的单极子天线,并可以应用于无线局域网。这个天线由对称结构和地板组成,它们分别印刷在介电常数为4.4、厚度为1.6 mm的FR4介质板的两面,并且采用微带线的馈电方式。这个天线有着小型化的尺寸26 mm×20 mm×1.6 mm。测量结果显示,低频和高频的-10 dB阻抗带宽分别为2.3-2.5 GHz和4.7-6.8 GHz;这个带宽覆盖了2.4/5.2/5.8 GHz无线局域网工作频段。同时得到了较好的全向方向图。这个天线的低频和高频的平均增益分别为2dBi和3.7dBi。

433MHz SAW标签上偶极子天线的小型化设计

声表面波标签是SAW射频识别系统的核心.本文为了减小声表面波标签的尺寸,通过将印刷偶极子臂弯折变型,设计了一款工作于433MHz频率上的小型化偶极子天线,经过ADS软件对该天线建模与仿真,验证了这款小型化天线完全满足天线设计时所需的频率和带宽要求.

一种小型化的对跖Vivaldi天线设计

基于对宽带宽覆盖角天线的需求,设计了一种工作于9~11 GHz的小型化对跖Vivaldi天线。在天线开口末端加入矩形引向器,以获得良好宽带匹配效果。利用HFSS软件进行结构优化,得到天线的具体参数,由此加工和测试带引向器的对跖Vivaldi天线。通过仿真和实测得到,在9~12 GHz频带内回波损耗小于-15 dB,在-10 dB以下的带宽为6.9~14 GHz。同时,通带内3 dB波束宽度实现±30°的扫描范围。此时天线的尺寸仅为15 mm×16 mm×0.762 mm,是一种宽带宽覆盖角的小型化天线。

检测GIS局部放电的小型化平面螺旋天线研究

为满足超高频检测法对天线小型化、宽频带的设计要求,设计了一种用于气体绝缘全封闭组合电器(GIS)局部放电检测的小型化平面螺旋天线。该天线是在传统阿基米德螺旋天线的基础上进行正弦波曲折化处理后,来达到小型化的目的。天线的测试结果显示在920 MHz^3 GHz频带范围内电压驻波比(VSWR)<2。天线结构简单,尺寸较小,口径为97 mm,剖面高度为51 mm;具有超宽带的特性,在工作频段内方向性良好,能够实现全向辐射。最后,在实验室搭建了测试平台,将天线和外置超高频传感器进行了局放测量效果的对比,结果表明,所设计的天线特性良好,可用于GIS局部放电检测。

基于支节容性加载的小型化低剖面超表面天线

本文对容性支节加载的小型化超表面天线进行了分析与设计.通过在方形贴片上引入一对容性负载支节,可以有效地降低超表面单元的工作频率,从而将传统方形贴片超表面单元的尺寸减小55%.在单元设计的基础上,设计了一款4×4阵列的超表面天线,并采用特征模分析(CMA)解释了超表面天线的辐射机制.为了验证设计思路,对天线进行了加工和测试,测量的-10 d B阻抗带宽为21. 7%,并在工作频带内保持6 d Bi的辐射增益.

一种小型化双频宽带天线设计

提出了一种小型化双频宽带天线,天线结构由基板背面加载矩形贴片和在馈线上刻蚀一段U型槽线组成。天线制作在相对介电常数为4.4的FR4介质基板上。通过三维仿真工具实现了天线的紧凑结构,总尺寸为25 mm×20 mm×0.6 mm。实测天线可以工作在5.8 GHz^11.0 GHz和14.5 GHz^21.5 GHz两个频段,频带内最大增益为4.23 dBi,实测与仿真结果吻合较好。该天线适合于多标准无线通信系统应用。

曲折臂形式的阿基米德螺旋天线小型化研究

把阿基米德螺旋天线的天线臂设计成曲折线的形式,以延长天线臂的电长度,从而达到小型化的目的。对几种不同折线方式的天线进行了仿真,选取一种最佳形式,对其进行了优化,并给出了一种宽频带双面微带线巴伦的设计方法。仿真与实验结果表明：在0.8～4.0GHz频段,与经典阿基米德螺旋天线的结果相比,天线的口面面积减小27%时,仍具有良好的阻抗特性、轴比特性和增益特性。

一种小型化宽带螺旋天线的数值分析与实验

提出了一种始端为等角螺旋线、终端为阿基米德螺旋线的复合式小型化螺旋天线,改善了等角螺旋天线的低频特性,克服了阿基米德螺旋天线臂长带来的传输损耗大、效率低的缺点;并设计了一种适合单向辐射的微带线——平行双线宽频带巴伦。计算与测试结果表明:该天线的低频端阻抗特性优于相同尺寸的等角螺旋天线和阿基米德螺旋线天线,具有较好的方向图特性和圆极化特性。

平面螺旋天线小型化研究

由于在超宽频带范围内具有良好的圆极化特性,平面螺旋天线在现代通信领域的应用越来越广泛,但是其在低频工作时的大尺寸决定平面螺旋天线在未来的应用中必须实现小型化。平面螺旋天线的小型化分为口径面积的小型化和剖面的小型化。本文归纳总结了前人在平面螺旋天线小型化方面的方式方法与我们在这方面的创新研究。口径面积的小型化方面,设计了正弦波曲折臂阿基米德螺旋天线、复合式平面螺旋天线及自补特性不变的臂宽渐削式阿基米德螺旋天线,分别获得63.6%、73.2%和73.1%的口径面积小型化。在剖面小型化方面,从一个全新的角度出发,解决了平面螺旋天线低剖面设计中面临的馈线长度问题,设计了低输入阻抗的平面螺旋结构及其相应的小型化结构,这两种结构在端口阻抗设为75Ω和50Ω时可获得较好的宽带匹配,它们的剖面深度分别是各自最大工作波长的15%和2.7%。