室内微系统覆盖和小型双极化宽频天线系统的应用研究

目前由于城市规划改造,如新建或改造隧道、高楼大厦等造成部分区域建筑物信号遮挡弱化,以及一些本身封闭的建筑物,诸如行人隧道、密集街道等多数特殊场景的弱覆盖问题层出不穷,本文通过对室内微系统覆盖和小型双极化宽频天线系统的应用研究,得出TD-LTE宏基站室内延伸覆盖系统能够很好地解决特殊场景的弱覆盖问题,并且具有成本低、覆盖区域广等优点;通过在实际项目中采用小型双极化宽频天线系统的技术方案,得出该系统方案不仅可以解决特殊场景的弱覆盖问题并且具有宽频、小型化特点,可节省抱杆、天线资源,效益显著,为以后该技术的发展起到一定的推动作用。

一种小型化宽频双极化基站天线辐射单元的仿真设计

基于设计一种小型化的宽频双极化基站天线辐射单元的目的,采用减少辐射单元尺寸的方法实现小型化,应用阻抗匹配优化辐射单元的电压驻波比,利用局部不对称设计等优化方法提高交叉极化比和隔离度等参数。通过HFSS软件对天线性能进行了仿真,给出了1.71~2.69 GHz频段的驻波比和隔离度随频率变化的曲线,以及辐射方向图特性参数,最终得到的辐射单元尺寸比常见的宽频双极化基站天线辐射单元尺寸减少32%且性能完全符合移动通信行业标准。

一种新型宽带双频段圆极化RFID读写天线

提出了一种新型宽带双频圆极化射频识别(RFID)读写天线,由上层的旋转对称折合振子和缝隙加载的方形贴片以及下层的紧凑型馈电网络构成。天线具有两个外部端口,分别激励低频0.9 GHz和高频2.45 GHz双频段的圆极化辐射。借助HFSS对天线进行了建模、仿真和优化,最后采用FR4板材制作天线实物并完成了试验测试。天线的外部尺寸为0.6λ0×0.6λ0×0.1λ0(λ0为0.9 GHz频点下的自由空间波长),测试结果表明,天线在低频段和高频段的-10 dB阻抗带宽和3dB轴比带宽分别为91.1%(4.9%)和87.8%(1.3%),频段内的峰值增益为5.48 dBic(3.63 dBic),最小轴比为1.1 dB(1.2 dB),在高低频段内,天线的辐射方向图对称稳定。该天线不仅能够满足全球通用型UHF频段(0.84~0.96 GHz)和ISM频段(2.4~2.5 GHz)RFID读写应用需求,而且具有低成本、易加工等优点,在物联网领域将具有很好的应用前景。

一种5G宽频双极化电磁偶极子天线设计

提出一种用于5G(第五代移动通信系统)的宽带双极化电磁偶极子天线单元。使用电磁仿真软件HFSS进行建模仿真,分析垂直短路高度H和馈电微带线宽度W对双极化天线反射系数和隔离度性能影响,仿真给出天线3.5 GHz和4.8 GHz水平面和垂直面主极化和交叉极化方向图特性。仿真标明,天线在3.2~5 GHz带宽内S参数性能和辐射特性满足要求。

星载多频段双极化共馈微波辐射计天线

作为“神州四号飞船”留轨段主载荷的多模态微波遥感系统中的微波辐射计天线是我国第一个工作到毫米波段的航天器天线 ,其工作频段跨越近 6个倍频程 ,采用了多频、双极化共馈源偏置抛物反射面天线系统 ,首次应用就获成功。本文着重阐述该微波辐射计天线的多频、双极化共馈系统设计和毫米波高精度反射面天线的实现。文中还介绍了空间反射面天线的计算机机电热一体化设计。

宽频带圆极化缝隙螺旋天线的设计

研究了一种宽阻抗带宽和宽圆极化轴比带宽的缝隙螺旋天线。天线印制在由FR4介质基板构建的方形柱状结构的内外表面,两组长短不同的缝隙螺旋臂印制在介质基板外表面并延伸至天线顶部;一条弯折的微带线作为馈电网络印制在介质基板内表面,通过对各缝隙耦合馈电,实现天线宽阻抗带宽和轴比带宽。实测结果表明:天线尺寸为0.111λ_(0)×0.111λ_(0)×0.221λ_(0)(λ_(0)为北斗B2中心频率1.207 GHz对应的自由空间波长),S_(11)≤-10 dB的阻抗带宽为1.158~1.778 GHz,轴比≤3 dB的圆极化带宽为1.133~1.918 GHz。该天线采用缝隙螺旋结构,通过简易的馈电网络实现天线小型化和宽频带特性,在卫星导航系统中具有较好的应用前景。

一种小型化宽频基站天线设计

随着无线通信技术的迅速发展,为了满足2G/3G/4G频段的覆盖,同时减小天线尺寸,本文提出了一种小型化宽频基站天线.该天线由一个低频辐射单元和高频辐射单元同轴嵌套而成,±45°双极化,低频辐射单元由两对偶极子构成,通过共用偶极子臂和辐射臂弯折,来实现天线小型化。天线仿真的-15dB阻抗频带为694-960MHz(相对带宽为32%)和1695-2690MHz(相对带宽为45.5%),轴向交叉极化大于33dB,频带宽,尺寸小,增益比较高,满足2G/3G/4G通信系统的需求。

一种新型宽频多通道(MIMO)天线设计

通过创新性采用两个天线共用一个辐射体的方法,设计了一款双频双极化两通道天线。垂直极化天线采用锥形天线原理,水平极化天线采用半波对称振子原理。通过在宽频锥形辐射体圆形筒上开缝隙的方式,设计得到3个水平极化半波对称振子。仿真结果表明,该天线带宽特性好、单元间隔离度高。垂直极化天线在端口回波损耗小于-10dB的情况下工作带宽为67%。和前人设计的该类型天线相比,本设计弥补了宽频天线仅有一个极化的缺点,垂直极化单元拥有更宽的工作带宽,且两个天线单元的极化方式正交,实现形式简单,结构可靠,成本低廉,有很好的运用前景。另外,通过适当结构参数的调节,也可以使天线工作在其他所需要的频段。

宽带多频微带天线研究现状

随着卫星通信及导航定位等技术的发展，圆极化微带天线以其独特的优势，得到了广泛的应用。同时为了适应通信系统的要求，对天线的带宽、工作频段以及体积等提出了更高的要求，为此国内外的学者们围绕如何展宽带宽、实现多频和小型化，展开了进一步的研究。

用于大规模多输入多输出系统的波束收缩偶极子天线

为满足第五代(Fifth Generation,5G)通信系统中大规模多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)基站进一步小型化的需求,本文提出了单个偶极子天线替代原有1×2子阵的方法.为实现等效替代,单个偶极子天线的波宽应压缩到原来的二分之一.因此,作者在传统的偶极子上方放置了具有相位梯度特性的两层超表面以聚焦偶极子的能量.加载了该超表面的偶极子的半功率波瓣宽度(Half Power Beam Width,HPBW)的仿真值减小到37°,增益仿真值提高到14.1 dBi,主瓣平均交叉极化鉴别度(Cross Polarization Discrimination,XPD)提高了3.3 dB至8.5 dB.为了验证天线设计,作者制作并测试了样机,仿真结果与实测结果较为吻合.综上所述,添加超表面的单个偶极子可以替代普通的1×2子阵,相当于在后续组阵过程中可以缩小一半的尺寸.这一方案在第五代通信系统大规模多输入多输出天线系统中具有重要应用价值.

TD智能天线的四大趋势

智能天线技术可以形成能量集中的波束,增强有用信号并降低干扰,而MIMO技术可以充分利用多径信息来提高系统容量。目前应用于现网的TD-SCDMA智能天线已有单极化智能天线、双极化智能天线、AEF超宽频双极化智能天线、AF/AE二合一智能天线等,随着TD-SCDMA系统技术及应用的不断发展和完善,未来智能天线将朝着电调化、一体化、小型化的方向发展和迈进。