毫米波宽带低副瓣波导缝隙阵列天线设计

本文提出了一种毫米波宽带低副瓣波导缝隙阵列天线。该天线分为上下两层,利用下层的功分器和反相器使电磁波从上层的辐射波导的两端向中心进行馈电,激励12个非均匀波导缝隙辐射单元。该天线呈中心对称结构,结构紧凑,并使得天线的方向图具有稳定性。在辐射波导中引入二阶短路金属阶梯,并且阵列的辐射单元采用非连续的双层缝隙,拓展了天线的工作带宽。所提出的加载二阶金属阶梯双层缝隙阵列天线的阻抗带宽达到16.3%(35.35~41.55 GHz),峰值增益为16 dBi,工作频带内天线的增益下降低于2.5 dBi,副瓣电平低于−20 dB。

一种用于毫米波双向通信的波导喇叭天线设计

毫米波由于方向性强,要实现在同一直线上的前后向通信,通常采用功分器+双天线的方式。为进一步实现集成化,本文提出了一款将波导功分器和双矩形波导喇叭天线进行集成设计的波导喇叭天线。首先,根据波导的两级阻抗变换设计T型宽带波导功分器;然后,根据最佳角锥天线公式完成对矩形喇叭天线设计仿真;最后,将波导功分器和双矩形形喇叭天线按工程应用进行集成设计建模仿真。仿真结果表明该双向天线最大增益为22.48dBi,在71-86GHz的频带内S_(11)优于15dB。除此之外,本次设计的波导喇叭天线具有结构简单、尺寸小、加工容易等优点,通过合理地集成到宽带通信设备中,可满足货运铁路准线性区上下行的双向无线接入。

用于检测电晕放电的射频天线的设计与研究

电晕放电现象在电力系统中频频发生。由于电晕放电会向周围空间中辐射射频电磁波,因此可通过检测射频电磁波来实现电晕放电的检测。设计了两种小型天线来检测电晕放电,分别是矩形螺旋天线和Hilbert天线。通过模拟仿真和分析对比,发现Hilbert天线的发射系数特性更佳,可实现设计要求。通过设计优化得到的最终结构是6阶Hilbert天线,该天线的尺寸为100 mm×100 mm×1.6 mm,具备轻量便携的特点。

宽带E波段无线传输系统

本实验采用74 GHz本振源与一对矩形喇叭天线实现了非归零开关键控(NRZ-OOK)信号在室内环境下的传输。在实验中还研究了不同传输距离和速率对系统性能的影响。结果表明误码率性能随着距离和速率的增加而下降,使用前向纠错编码(FEC)的5 Gbit/s和6 Gbit/s信号可以在3.6 m内实现无误码传输,而7 Gbit/s信号只能在2.4 m内实现无误码传输。

基于漏泄矩形波导的低副瓣漏波天线

设计了一种基于长直缝隙漏泄矩形波导的低副瓣漏波天线。基于有效辐射段理论将漏波天线等效成线源模型,分析线源模型的有效辐射段结构,然后针对天线某一副瓣对应的有效辐射段,缩小该处的缝隙宽度直接抑制该副瓣水平,同时通过增大天线主瓣对应的有效辐射段缝隙宽度间接抑制副瓣水平。两种方法都能不同程度实现天线的低副瓣特性,利用仿真软件验证,副瓣电平最大可降低11.5 dB。

天线波瓣宽度对巷道中电磁波传播特性的影响

选取矩形巷道作为受限空间模型,基于镜像射线追踪法,通过仿真及实验分析验证了全向天线和不同的定向天线对受限空间内电波覆盖的影响。在巷道、矿井这类受限空间中,定向天线的第一分界点比全向天线的第一分界更远;在矩形巷道中,半功率宽度对电波覆盖效果起着至关重要的作用,同时可以通过适当增加第一零点宽度来改善电波的覆盖效果;定向天线存在辐射盲区,在定向天线的辐射盲区内,全向天线的接收功率高于定向天线的接收功率,在定向天线的辐射区域内,定向天线的接收功率高于全向天线的接收功率。研究内容对矩形巷道中无线通信系统的天线的设计、选型及优化布局具有指导意义。

LTE大容量场景保障方案研究

大型场馆具有突发用户数量高、高价值用户多、业务需求陡增、网络干扰强等各种网络难点。文章从覆盖、容量和用户感知等维度进行分析,制定适应活动现场的覆盖模型、保障方案和优化策略,提升用户感知和业务体验。

一种低剖面矩形的毫米波天线设计天线

文章介绍了一种矩形的毫米波天线,该方案通过将4*4的矩形贴片进行组阵来实现高增益,文中并以28GHz天线为例,给出了仿真结果,最终生产的16单元的天线阵测试和仿真结果保持一致。

用于检测输电线路电晕放电的平面矩形螺旋天线

随着高压输电线路等级的提高,电晕放电的频繁发生给电力系统带来了巨大的潜在安全风险和电力损失,因此输电线路电晕放电的检测对电力系统具有重要意义。矩形螺旋天线以其阻抗平滑、圆极化特性好而得到了广泛的应用,因此设计一种平面矩形螺旋天线,用于检测输电线路电晕放电产生的射频电磁波。通过优化线圈的长度、间距和匝数,确定了天线的基本结构。通过实验验证了该天线实现检测电晕放电的可行性。

频率可切换的矩形缝隙环频率选择表面

基于金属屏上周期排列的缝隙单元结构的通带特性,提出矩形缝隙环(Rectangular Slot Ring,RSR)加载短路线的单元结构实现频率可调频率选择表面(Frequency Selective Surface,FSS)。谐振缝隙单元开路与短路时相对应的谐振频率分别为13 GHz和15 GHz。RSR-FSS选用Rogers RO4003介质作为基板,按照12×12的方阵进行周期排列,利用全波电磁仿真软件CST对其进行了电磁传输特性仿真。最终,通过实验验证了该频率选择表面在Ku波段通过连通和断开短路线可以进行频率的切换。

一种可用于太赫兹扫描成像的天线

为克服目前太赫兹扫描成像技术所用扫描天线存在的不足,设计了一种能够实现一维频率扫描的矩形波导窄边开斜缝天线。具体采用设计缝隙天线的等效电路法和泰勒线阵法估算得到缝距、缝长、缝宽、缝倾角和缝数等初始参数。然后在ANSOFT-HFSS软件中建模仿真并优化,最终得到适用于0.101-0.111 THz带宽的天线。仿真结果表明,天线能够在波导的延展方向上按照不同角度发射或接收带宽内不同频率的太赫兹波,扫描角度约为6.1°,各频率点主瓣增益较高、主副瓣电平相差较大。该天线具有结构紧凑、体积小、重量轻、成本低、扫描速度较快的优点,对于太赫兹扫描成像技术具有一定的应用价值。