一种椭圆形宽带差分天线的设计

为便于与射频集成电路差分输出端口集成设计,提供了一种平面结构的椭圆形宽带差分天线的设计方案。利用椭圆形辐射贴片边缘与椭圆形地平面边缘的渐变形状可以实现天线的宽带辐射,利用辐射单元的对称设计和差分微带线进行馈电,采用反射板结构,以牺牲天线工作带宽为代价,可以实现波束的单侧辐射,提高天线增益。仿真结果表明,无反射板时,天线工作带宽为5.2GHz~12GHz,增益约为2dB~5dB;有反射板时,天线工作带宽为7.9GHz~12GHz,增益约为5dB~8dB。

基于LTCC宽频带双频差分天线的研究与设计

提出了一种新型宽频带双频差分天线.该天线基于低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-Fired Ce-ramics,简称LTCC)技术,采用矩形环状贴片,并使用两条叉形微带馈线进行差分馈电,是一种具有平衡结构的宽缝隙天线,该结构使得天线拥有很宽的频带宽度。天线两频段的中心频率为2.63 GHz和5.13 GHz,相对带宽分别为8.37%(2.57 GHz～2.79 GHz)和29.04%(4.24 GHz～5.73 GHz),奇模反射系数分别为-4.43 dB和-15.67 dB.天线具有良好、稳定的全向辐射特性和增益.理论模拟和实际测量结果基本吻合.

一种具有宽带特性的小型化双频双极化差分天线

提出了一种具有宽带特性的小型化双频双极化差分天线。天线由双层介质板组成。辐射贴片位于上层介质板上表面,低频谐振由方环贴片提供,高频谐振由方形贴片和寄生条带共同提供,其中方形贴片被方环贴片包围,形成紧凑的嵌套式结构,四个端口提供了两组正交的差分馈电对,使天线具有双极化特性。差分馈电的共模抑制特性可提高端口隔离度并降低交叉极化。

加载SIW腔的毫米波高相位一致性天线阵研究

波达方向估计中,其测向精度依赖于阵列中阵元间的相位一致性,因此设计了一款高相位一致性的毫米波四元直线阵。天线印刷在单层介质板上,采用同轴探针对顶层贴片进行差分馈电。首先采用耦合馈电方式,减小同轴馈电端口之间的耦合,从而减小每个阵元在远场的相位波动;其次,利用基片集成波导技术减小阵元间的相互影响,以提高阵列的相位一致性。仿真结果显示,阵列的|Sdd11|<-10 dB带宽为22.9~25.1 GHz,每个阵元在工作频带内的最大增益与隔离度分别大于6.5 dBi和16.2 dB,阵列在23 GHz、24 GHz处的E面、H面和±45°面上的相位一致性均保持在±10°内。对天线进行了加工和测试,实验与仿真结果较为吻合。

基于左手材料的小型化差分微带天线

本文提出了一种应用于WiMAX的小型化差分微带天线,并通过在辐射贴片刻蚀U型缝隙的方法实现天线的小型化.与传统的半波长天线相比,该天线的尺寸为15 mm×15 mm(0.38λg×0.38λg).为了改善天线的带宽性能,设计了一种新型的哑铃型开口环金属线复合周期结构的左手材料,并将左手材料作为天线的覆层.仿真和测量结果表明:覆层左手材料的小型化差分微带天线的带宽为8.5%(3.4 GHz^3.7 GHz),峰值增益为3.8 dBi.

基于左手材料的差分双频缝隙天线

提出了一种新型的差分双频缝隙天线,通过接地板上刻蚀弯折缝隙的方法实现双频谐振。天线整体尺寸为60mm×60mm(0.36λ1×0.36λ1,λ1为天线低频段的导波波长)。为了改善天线低频段的增益和辐射特性,设计了一种新型的双频段左手材料,并作为天线的覆层。结果表明,覆层左手材料的差分双频缝隙天线的工作频段为0.9GHz和2.4GHz,低频段和高频段的增益分别为1.2dBi和6.3dBi。

一种应用于2.4 GHz的宽带差分微带滤波天线

设计了一款能够覆盖WLAN-2.4 GHz(2.412~2.484 GHz)的宽带差分微带滤波天线。该天线由位于顶层的矩形辐射贴片、位于中间层的地板以及位于底层的滤波网络构成。相较于传统的微带天线,在辐射贴片的两侧加载了矩形寄生单元,使得天线在保持剖面高度不变的前提下拓展了工作带宽。将地板放置在天线的辐射体与馈电网络中间可以有效降低辐射贴片对馈电网络的影响。天线的滤波特性通过在底层加载一个三阶平行耦合型微带带通滤波器来获得。仿真结果表明,该天线在工作频带内具有良好的辐射和滤波特性,其阻抗带宽为2.39~2.53 GHz,天线整体高度仅为0.027个中心频率波长,天线的峰值增益约为8.9 dBi。

应用于WLAN的小型化差分双频微带天线设计

本文设计了一种小型化差分双频微带天线.天线辐射单元由方环形结构和1对叉形结构组成,低频由方环形结构和叉形结构共同决定,高频主要由内部叉形结构决定.天线辐射单元总尺寸为18 mm×18 mm(0.31λg×0.31λg,λg为低频导波波长),比传统半波长微带天线减小了38%.仿真和测量结果表明,天线可以工作在2.45 GHz和5.25 GHz,低频和高频段带宽分别为4.5%(2.39 GHz^2.5 GHz)和4.8%(5.1 GHz^5.35 GHz),峰值增益分别为2 d Bi和4.3 d Bi,适用于WLAN(Wireless Local Area Network)的应用.

差分无源器件的设计

在现代无线通信系统中,差分电路相比单端电路而言具有更强的抗干扰能力,因此受到了国内外学者的广泛关注。文章介绍了混合模散射参数、差分器件设计中常用的微带线和缝隙线及两种传输线之间的相互转化,并介绍了基于微带线和缝隙线转换结构的两种全差分带通滤波器。两种滤波器分别实现了多频段和宽带的差模传输特性以及宽带的共模抑制特性。文章还给出了差分耦合器、差分功分器和差分天线等差分器件的设计。仿真与实测结果吻合较好,验证了设计方法的正确性。

抑制共模噪声的SIW平衡馈电差分缝隙天线阵

提出一种利用差分天线在共模激励和差模激励下方向图不同来抑制共模噪声的方法,并基于该理论设计了6×6平衡馈电差分SIW缝隙天线阵进行验证。该天线由6个宽边纵向SIW缝隙天线子阵列组成。辐射缝隙被设计为只在差模激励下辐射,达到抑制共模信号的目的。每个天线子阵采用平衡差分馈电方式,使用两个1分6梳状功分器将6个子阵同时激励。整个天线使用标准PCB工艺加工,为了测试共模和差模激励,分别设计了带有180°相移的功分器和T型功分器用来生成差模和共模信号。在差模激励下,天线的最大增益为20.2d Bi,S11幅值小于-10d B带宽为7.2%(39.6~43.8GHz),在共模激励下天线的最大增益为10.1d Bi,在整个工作频段内S11幅值大于-7d B。仿真和实验结果验证了该结构的SIW缝隙天线对差模信号能够有效地辐射而对共模信号进行抑制。

差分馈电介质谐振器天线技术研究进展

差分馈电的介质谐振器天线(dielectric resonator antenna,DRA)兼具DRA和差分馈电天线的优势,近年来得到了广泛的关注。文章介绍了差分馈电DRA的工作模式特征和馈电机制,归纳并分析了十几年来差分馈电DRA在可重构、双极化、带宽拓宽、新型加工工艺等方面的系列研究成果,这些成果显示了差分DRA不仅保留了DRA的尺寸小、辐射效率高、设计自由度高等优势,还能直接应用于差分微波系统,具有比对应的单端馈电DRA更为优异的杂散相应和交叉极化抑制度以及双极化端口隔离度等,现有研究还同时展示了其研究方向的多样性。最后总结了差分馈电DRA的优点和设计难点,并讨论了其发展方向。

共面波导差分馈电频率可重构天线

提出了一种共面波导(coplanar waveguide,CPW)差分馈电频率可重构天线.通过直流偏置电路来控制天线上四个PIN二极管的导通和断开模式,天线可以工作在两种状态,实现在2.02~2.89GHz和3.27~3.66GHz两个频段的重构,阻抗带宽分别为35.4%和11.3%,且天线辐射方向图受频率可重构的影响较小,天线在两种状态下的平均增益分别可达3.18dBi和3.61dBi.该天线充分利用共面波导天线结构简单和频带宽的优势,实现了差分馈电技术与频率可重构技术的完美结合.天线的实测结果与仿真结果非常接近,可应用于WLAN的2.45GHz和WiMAX的2.45GHz、3.5GHz两个频段.

增量式编码器在双天线差分GPS校验方法中的设计与应用

针对目前无法校验商品化GPS设备精度这一问题,该文介绍了用增量式编码器设计的一种双天线差分GPS校验装置,它是一种转台式结构,自带显示模块,能方便直观地观察到转台旋转的角度、圈数和速度信息,以此来与GPS接收机给出的数据进行对比,从而进行校验。该装置的校验精度即为编码器的分辨率且无累计误差,实验结果满足设计要求,并且为校验GPS设备精度提供了一种新方法。

一种差分激励新型宽带贴片天线的设计与实现

提出了一种新型的差分激励宽带贴片天线设计方案.通过引入差分馈电形式,能够在贴片天线上激励所需的TM、TM奇数阶谐振模式,抑制了额外的偶数阶谐振模式(即TM模),从而使天线在工作频带内主辐射方向保持一致.通过加载4个短路针的方法,额外引入了一个新的奇数阶谐振模式,调整短路针的位置可以使所激励的前3个奇数阶谐振模式的频率相互靠近,实现宽频带特性,设计加工出一款集成宽带巴伦的贴片天线并进行了测试.仿真结果表明,该天线在工作频带内可同时激励3个谐振模式以实现宽带特性,其阻抗带宽可达43.6%,在工作频带内增益稳定,交叉极化水平良好,具有典型的定向辐射特性.

柱状机体/星体与天线间的电磁兼容性

针对常规飞机、卫星等的几何形状 ,用时域有限差分法 (FDTD)分析了圆柱形良导体外形 (用以模拟飞机卫星等的机体 )对机载 /星载天线 (文中采用了线天线 )辐射特性的影响。通过改变柱形的直径和长度 ,对天线辐射方向图的变化进行了大量的研究 ,并得出了一些规律性的结果。

基于差分开关振荡器的宽带电磁脉冲辐射系统

设计了一种差分开关振荡器,能够产生中心频率300 MHz的差分衰减振荡信号,并研制了基于差分开关振荡器和螺旋天线的辐射系统。首先将相同中心频率的差分开关振荡器与单端开关振荡器对比,表明差分开关振荡器的耐压和输出电压是单端开关振荡器的两倍;然后介绍了差分开关振荡器的设计方案,对其阻抗特性和静电场分布进行了分析,仿真了其瞬态工作过程;之后根据差分开关振荡器的输出形式,研制了一种差分注入的螺旋天线,作为系统的辐射天线;最后介绍了该差分型辐射系统在不同辐射距离,不同充气气压下的实验结果,并与单端型辐射系统进行了对比。结果表明,该辐射系统能够产生中心频率300 MHz,百分比带宽约20%的高功率宽带电磁脉冲,最大辐射场强约18 kV/m,有效电势约110 kV,场强与单端型辐射系统相比近似提高了1倍。

基于0.18μm CMOS工艺的300GHz高响应度探测器

基于0.18μm CMOS工艺设计了一种300 GHz高响应度探测器。该探测器集成了双馈差分天线和双场效应管(FET)对称差分自混频电路。双馈差分天线较单馈天线有更高的精确度及更优的抗干扰性。差分自混频电路能有效地抑制共模信号,减小噪声输入。双场效应管后增加一级放大电路,将自混频电路输出的微弱信号进一步放大以增大响应度。天线与电路间的匹配网络实现了信号的最大功率传输。在全波电磁场仿真软件HFSS下对双馈天线进行建模与仿真优化,并与电路进行联合仿真。结果显示探测器在栅源电压为0.43 V、输入功率为-40 dBm时,最大响应度为11.25 kV/W,最小噪声等效功率为115pW/√Hz。

加载TEM喇叭天线的时域分析

TEM喇叭是一种超宽带天线,已广泛应用于瞬态电磁场的研究中.运用时域有限差分法(FDTD)对TEM喇叭天线的时域电磁特性进行了数值研究,比较了两种不同的加载方法对天线性能的影响,为TEM喇叭天线的设计和性能评估提供了参考价值.

极化可重构的差分微带天线设计

提出了一种极化可重构的差分微带贴片天线。该天线不但可无缝集成于全差分射频收发前端,也可以通过改变4个PIN管开关的导通状态,调节方形贴片四角的寄生贴片的微扰状态,实现左旋圆极化、右旋圆极化以及线极化之间的切换。理论分析和仿真结果相吻合,该差分天线不仅拥有极化分集的能力,而且在工作频率约2 GHz范围,四种极化方式下的天线的回波损耗均大于10 dB,增益均大于6 dBi。

一种低频RFID读卡器的实用前端系统设计

针对目前低频RFID读卡器常用的专用射频前端存在适用协议单一,难以大幅降低成本的问题,设计了一种实用的低成本前端系统。通过采用差分载波天线驱动技术,以及0.35μm CMOS工艺的二级运放,实现了对电子标签的数据接收与写入功能。仿真与实测结果表明,系统与电子标签的可靠数据传输距离达到6 cm,成本低廉,能够满足实际应用的需要。