5G基站射频滤波器发展和分析

大规模多输入多输出技术是5G的关键技术之一,包含了多个射频通道,系统中的滤波器数量大幅增加,使得5G滤波器在保持高性能的同时对小型化和高集成度提出了更高要求。分析了5G射频基站滤波器的基本要求,介绍了射频基站滤波器的形式和特点,包括微带、波导腔、同轴、介质加载、陶瓷介质滤波器。通过分析不同形式基站滤波器的特点及研究现状,并进行综合对比,从性能、尺寸、成本方面综合考虑,陶瓷介质滤波器在5G基站中具有更大的发展空间。

绿色低碳基站天线关键技术及应用

针对基站天线全生命周期中碳足迹和不环保的要素,所提出绿色低碳天线解决方案的总体技术思路是设法减少基站天线内部的各种损耗和提高超宽频内的波束收敛性。按照柔性引脚互联设计理念,将产品架构由四级简化为两级架构,并开发出长腔体空气介质移相馈电网络及一体化宽带低损高效辐射单元,5G低中高频天线增益明显提升。针对生产环节的不环保要素,开发出长腔体局部镀膜工艺及低介电常数环保天线罩,实现了基站天线全生命周期的绿色低碳环保。

宽波束双频同轴共口径高精度GNSS天线设计

为了展宽高精度卫星导航定位圆极化天线波束宽度和实现天线的小型化设计,本文提出了一款轻量化、宽波束的双频同轴共口径微带贴片天线。该天线包含一个内外嵌套的双频同轴共口径辐射贴片单元、若干寄生枝节、若干金属支撑柱、4个馈电馈针以及接地板。将高、低频辐射贴片分别布设在PCB印制板的上、下表面,采用了空气作为共同的辐射介质层,从而实现了天线更低的剖面设计。此外,还将高频辐射贴片和低频辐射贴片在垂直方向进行了局部交叉设计,以及在环形低频辐射贴片外围设计了若干T型寄生短路枝节,分别形成了电容效应,进而实现了天线的小型化设计,即该天线单元尺寸仅为0.37λ×0.37λ×0.03λ。实测数据表明,该天线两个频带内最大增益均>4.5 dBi,并且在低频1.227 GHz、低仰角20°处的增益>1 dBi,在高频1.575 GHz、低仰角20°处的增益>0 dBi。因此,本文所提出的天线能够较好地满足高精度卫星导航定位终端需求。

基于LTCC的3D异质集成低通滤波器

在射频应用中,低温共烧陶瓷(LTCC)技术是关键技术路线之一,然而使用单一介质的LTCC技术的性能很局限。为此,文中对基于LTCC的3D异质集成技术进行研究,通过调节流延配方、烧结速度、烧结温度、保温时间等工艺参数,设计异质匹配共烧的烧结行为控制、界面相容性和组织性能调控方案,开发出稳定可靠的LTCC集成工艺,给出基于LTCC异质集成的器件仿真设计、3D集成制备方法,并制作了一款共烧界面结合完好、性能优越的LTCC异质集成低通滤波器进行验证。验证结果表明,该异质集成技术的瓷粉性能指标和可加工特性满足使用要求,预期能够得到广泛应用。

面向车载鲨鱼鳍的宽频MIMO天线设计

为了解决车载通信天线工作频带窄、尺寸大等缺点,文中提出了一款应用于车载鲨鱼鳍外壳的新型小型化、宽带MIMO天线。为了实现天线的宽带特性,充分利用了印制单极子天线易于引入多谐振的特点,首先通过合理的尺寸设计,将单极子天线谐振频率设计至工作频段中;然后,使用缝隙加载技术,增加天线谐振模式数量并改善天线阻抗匹配特性,拓宽了天线带宽并实现了天线的小型化。为了验证天线实际性能,将天线安装于鲨鱼鳍外壳中进行了测试。结果表明,该天线可以覆盖824~5 000 MHz的频段范围,驻波比均小于3,增益最低1.9 d Bi、最高6.2 d B,效率均高于49.5%、最高达89.2%。该天线可满足车载通信系统对天线的宽带化和小型化要求。

基于产学研实践教学基地的人才培养模式探索

文章以提升高等教育人才培养中的12大工程教育能力为目标,探索基于产学研实践教学基地的高等教育人才培养模式,从课堂教学出发,结合项目式实践教学、校企合作、产学研等一系列校企共教模式,将理论课程教学改革探索工作从项目式实践逐级延伸到校企项目合作并最终实现成果转化,过程中及时总结和凝练校企合作实践,通过企业导师进课堂等方式,将升华的理论研究结果反哺回课堂教学,提高学校创新人才的培养质量,促进学科建设,加快我校双一流建设,推动高等教育内涵式发展。

gpsOne技术原理及工程应用

本文首先介绍了gpsOne定位技术的原理以及特点,然后介绍了gpsOne无线定位业务在cdma20001x网络中的实现方式和网络结构,研究了定位信息的承载协议和消息流程,指出了gpsOne工程应用中应注意的问题。

一种取代环行器的电路

环行器广泛用于功率放大器电路等高频和微波电路中,然而在一些特殊情况下,环行器在体积、额定功率、插损、成本等方面存在不足之处。为了避免这些不足,研究了环行器在功率放大器电路中的作用,提出了一种取代环行器的方案,并设计了实际电路进行验证,结果表明该电路能够取代环行器起到保护功率放大器的作用,并且减小了体积,降低了成本,提高了功率放大器的效率。

WCDMA前馈功放的分析与设计(英文)

采用线性调制技术和多载波配置的通信系统对射频功率放大器的线性提出了很高的要求,前馈技术是一种很有前途的用于提高功率放大器线性的技术。对前馈功放的工作原理进行了介绍,分析了环路中幅度、相位及延迟等环路参数对抵消性能及带宽的影响。基于这些分析的结果,设计了一个10 W的WCDMA前馈功放,三阶互调性能改善了20 dB以上。

特邀主编寄语

微波能量传输与收集采用微波的形式在两点之间无线传递能量或者收集环境中无处不在的微波能量,具有工作距离范围大、空间布设灵活度高、可全天候工作等特点,在诸多场景有巨大的应用潜力。采用微波能量传输对平流层系留平台、无人机以及空间飞行器舱内、探测机器人等装备进行无线输电,从而大幅提升装备的续航能力或者减少舱内线缆,是研究者们孜孜以求的目标。同时,收集环境中的微波能量为物联网、工业互联网、边境防控传感网等应用中的节点供电,从而突破能源的瓶颈,也正成为业界关注和努力的目标。

一种基于磁耦合谐振式的高效率双频无线能量传输系统

为了提高磁耦合谐振式无线能量传输系统的效率,本文提出了一种新型的双频无线能量传输的发射和接收装置.在发射端和接收端中,该装置在发射端和接收端中均采用一个馈电线圈对两个谐振线圈馈电;两个谐振线圈工作在不同的频率并通过磁耦合的方式把能量从发射端向接收端同频传输.由于两个谐振线圈均参与了能量传输,所以该传输装置能在较远的距离实现效率较高的双频能量传输.为了验证该理论模型的特性,本文将其设计在PCB板材上并进行仿真和实验测试.仿真和实验结果表明:该双频磁谐振耦合无线能量传输装置的能量传输频率为6.78和13.56 MHz;在传输距离为装置尺寸60%时达到最高效率,其最高效率分别为88.5%和56.7%.

6G需求、愿景与应用场景探讨

随着5G网络在全球的大规模商用,很多机构和组织开始启动对6G研究。在分析目前5G通信系统所面临的挑战的基础上,探讨了6G需求、愿景和应用场景,并对6G的性能指标进行了探讨。

B5G/6G通信的IRS技术综述

智能反射面(IRS)技术可以显著增强信号的覆盖范围,是B5G/6G的关键技术之一。针对IRS的当前理论研究中的关键技术,重点介绍信道估计、波束管理以及IRS辅助的NOMA、物理层安全增强方面的研究进展,同时给出了未来的研究方向。

4G核心技术原理及其与3G系统的对比分析

文章介绍了新一代移动通信系统4G中的核心技术多输入多输出(MIMO)和正交频分调制(OFDM)的原理,分析了这两种技术在提高无线链路的传输速率和可靠性方面的作用,阐述了一种把这两种技术结合起来的方案,最后把这两种技术与现有的移动通信技术作了定性的对比分析。

用信息技术增强实验教学场景的探索与实践

根据目前实验教学面临的问题,结合现代网络技术的发展,从实践学习和人的注意力的特点出发,作者提出了以网络技术和手机结合增强实验室场景的实验教学改革,以提高实验教学效率,并大大减轻实验教师的工作量。文章通过通信电子线路与射频实验室的实践案例,详细阐述了改革的要点和过程,为其他实验室提供了借鉴。

基于双面平行带线的三通带滤波器设计

为了实现三带通滤波器的小型化、高边缘选择性、通带独立可调以及电路设计简单化,提出了一种具有高选择性的三通带滤波器(BPF)设计方法.该滤波器基于中间层插入导体平面的双面平行带线,由分别位于顶层和底层的2个谐振器组成,并由它们谐振产生3个不同的通带,第1和第3个通带的频率由顶层的枝节加载型阶跃阻抗谐振器控制,第2个通带的频率由底层的半波长谐振器控制;顶层谐振器采用交叉耦合结构以产生传输零点,提高滤波器的边缘选择性.最后设计加工了一个工作在2.38、3.40和5.15 GHz的三通带滤波器并进行了实验,实验结果和仿真结果吻合良好,从而验证了文中所提设计方法的有效性.

宽功率微波整流电路研究进展

无线能量传输可以摆脱线缆的限制,实现传感器的远距离无线充电、无电池设备的低功率能量收集等.首先介绍了无线能量传输的研究意义和工作原理,接着引出了其接收端的整流电路效率易受到输入功率波动影响的问题,并简要介绍了目前的一些解决方案;在此基础上介绍了3种采用无源网络减小对输入功率敏感的整流电路结构,这些结构能使电路在更宽的功率范围内实现高效率整流;最后展望了微波整流电路未来的一些研究方向.

5G毫米波有源阵列封装天线技术研究

提出了一种5G毫米波有源阵列封装天线。该阵列由8×16个微带天线单元组成,通过耦合式差分馈电,天线实现了宽带匹配和方向图高度对称特性。通过对天线与芯片进行合理布局,减小了芯片射频端口到天线子阵的馈电线损,提高了有源阵列天线的整体效率。测试结果表明,该阵列天线在工作频段为24.25~27.5 GHz的等效全向辐射功率(Equivalent Isotropic Radiated Power, EIRP)大于60 dBm,并且阵列波束扫描至±30°、±60°时的增益下降分别不超过0.6 dB、4.1 dB,具有良好的宽角度波束扫描特性。

基于多模介质谐振器的高集成单体双路滤波电路

针对传统设计中,基站系统存在多个高Q值、高功率容限的介质滤波器而导致体积大、重量大和成本高等问题,提出了单体双路滤波电路设计方法,将2个滤波器或滤波电路集成为单个具有2个输入端口和2个输出端口的电路。通过充分利用多模介质谐振器的电磁场特性,仅使用一个金属腔和介质谐振器就实现2个具有相同性能的滤波通道。尽管集成后的2个信号通道共用一个谐振器,通道间也能实现大于20 dB的高隔离效果。介绍了包括单体双路滤波器及其与双输入双输出Doherty功率放大器的协同融合、单体双路平衡式滤波器和单体双路巴伦滤波器等电路的设计方法。提出的单体双路滤波电路可以替代传统设计方法中的2个独立滤波电路,从而减少无线系统中滤波电路的数量,实现高集成和小型化。