有源集成天线阵的功率合成和波束扫描

从York的非线性动态理论出发,设计了空间耦合有源天线二元阵,实现了空间功率合成.通过改变单元的自由振荡频率,实现了无相移器的波束扫描,扫描范围达到-10°～10°,实验测试结果与理论预测值吻合良好.

有源集成天线阵中相邻单元耦合参数的实验确定

从有源天线阵的动态方程出发,利用远场近似和镜像原理,通过实验测量与曲线拟合相结合的方法计算出了耦合参数.应用于二元阵的设计表明,理论结果与测量结果吻合良好,从而证明了耦合参数测量的正确性.

基于宽带输入阻抗模型的有源集成天线设计

提出了利用微带天线的宽带输入阻抗模型进行有源集成天线的设计方法以预测有源集成天线(AIA)的辐射特性和谐波特性。谐波平衡法被用于得到AIA的谐波特性和阻抗模型的端口电压。然后端口电压作为激励源计算天线特性。实验结果显示该方法可以简单有效进行有源集成天线设计。

X波段高性能有源集成天线设计

设计了一种带有收发开关和低噪声放大器的有源集成天线.收发开关基于PIN二极管设计,采用非对称拓扑结构和阻抗变换网络实现了低插损和高收发隔离的特性.协同设计天线、收发开关及低噪声放大器(LNA),省去了天线与收发开关之间的匹配网络,并简化了收发开关与低噪声放大器之间匹配网络的设计.实际加工的有源集成天线测试与仿真结果基本一致,在7.8～8.1GHz频率实现了良好的匹配和辐射性能,且结构紧凑.

有源集成天线的时域有限差分法分析

将有源器件Gunn管的非线性集中模型直接编入时域有限差分算法 ,分析了有源天线的时域瞬态响应 .计算结果基本上和实验结果吻合 ,为有源天线的分析设计提供了一条新的途径 .

一种改进的有源集成天线设计方法

提出了一种改进的有源集成天线设计方法.通过有源模块在有源集成天线模型中的反向嵌入,在电磁仿真软件CST提供的瞬态场路联合仿真平台中实现远场辐射特性仿真;通过引入零阻抗的虚拟端口,完成有源集成天线的双端口网络模型等效变换,实现有源电路特性更为准确的计算.在模型分析基础上提出了改进的设计方法,采用该方法完成了分别满足增益均衡和G/T值均衡两个约束准则的多频有源集成天线设计,并对G/T值均衡的有源集成天线进行加工和测试.实测结果和仿真结果趋势一致,验证了改进的有源集成天线设计方法能够在不同准则要求下设计有源集成天线,对抑制设计误差、提高设计效率和改善有源集成天线的特性有积极的意义.

振荡型有源集成天线

研制中心频率为18 GHz的振荡型有源集成天线,包括微带天线设计、单片压控振荡器(MMIC VCO)的设计及微带天线与单片压控振荡器二者的集成。微带天线的芯片面积为4.5 mm×3.5 mm,增益为3.67 dB,中心频率为18.032 GHz,最小输入驻波系数为1.098;单片压控振荡器芯片面积1.1 mm×1.0 mm,调谐范围为15.978～18.247 GHz,输出功率大于6 dBm。振荡型有源集成天线的方向图测试结果与微带天线的特性符合,该振荡型有源集成天线能够正常工作。

宽带低噪声放大器有源集成天线设计

针对传统有源天线存在的线路损耗问题,提出一款新型宽带低噪声放大器有源集成天线。该设计将天线同时作为辐射元件和有源电路的匹配部分,在不使用任何输入匹配网络的情况下,将低噪放管与天线高度集成,实现有源电路和无源天线一体化。本文设计采用AVAGO公司的GaAs HEMT低噪放管,通过加载缝隙的倒F天线实现了32%的匹配带宽。为了比较和验证,制作了两种模型,一种为本文提出的集成式设计,另一种为传统结构有源天线。实测结果表明,本文设计的低噪声放大器有源集成天线在2.1GHz~2.9GHz频带内增益保持在12dB以上,端口回波损耗低于-12dB,实测与仿真效果良好吻合。该集成方法在减小电路尺寸的同时有效降低了系统损耗。与传统有源天线相比,该集成式设计在工作频带内增益提升了0.7dB~1dB,尺寸减小15%以上。

GPS天线自激干扰导致车载导航失效的分析与处理

本文通过对全球定位系统、车载导航系统的介绍,对GPS在车载导航系统的应用中出现信号失效故障进行分析与处理,讲解了本例车载导航定位失效的原因以及GPS搜星失效故障分析的过程。同时,文章分析了LNA型有源集成天线产生自激振荡的原因,给出了消除自激振荡采用的措施,包括调整天线前置放大器电路中的电阻精度,以及对电路增益不匹配采用微调增益性能指标等。

有源天线阵波束电扫描新技术

研究了利用互注频锁相技术实现的低成本、高集成度、高效率的新型非线性有源天线阵列,给出了耦合振荡器阵列的幅度及相位动力系统满足的微分方程组,然后针对控制非线性有源天线阵列波束扫描这一实际应用,找到了可以实现有源天线阵列波束扫描的相位动力系统的轨道及振荡器自由振荡频率需满足的条件,并对轨道的稳定性进行了分析,提出了一种不用移相器实现非线性有源天线阵列波束电扫描的方法,最后利用计算机仿真验证了该方法的可行性。

非线性有源天线阵波束扫描技术研究

三种耦合振荡器阵列可用于非线性有源天线的波束扫描:注入锁相振荡器阵列、双边耦合振荡器阵列和耦合锁相环阵列。首先对这三种类型阵列的非线性微分方程进行了分析,在实验基础上研究了这三种拓扑结构存在的问题,针对其中的缺陷提出了一种新型串行单边耦合的有源集成天线阵列,实验表明该阵列锁相带宽宽、相噪低,可用于无移相器的波束扫描。

非线性有源天线阵稳定时间分析

研究了非线性有源天线阵三种拓扑结构:注入锁相耦合振荡器阵列、单边耦合振荡器阵列和双边耦合振荡器阵列,推导了三种阵列结构相位动力学方程的统一形式;分析了当频率控制参量发生改变时,系统从一个稳定状态向另一个稳定状态跃迁的暂态过程。对阵列的稳定时间进行了估计,给出了阵列稳定时间的解析表达式。对阵列的暂态过程进行了计算机仿真,对理论分析结果进行了验证。

基于耦合振荡器阵列的非线性有源天线阵

利用耦合振荡器阵列实现有源集成天线阵电扫描,可以实现相控阵天线高效率、低成本、小型化。文中利用Y-参数对利用任意耦合网络实现的耦合振荡器阵列进行了分析,得到了系统幅度及相位非线性动力系统的微分方程组,然后针对利用耦合振荡器阵列实现非线性有源天线阵列这一实际应用,提出了一种不用移相器实现有源天线阵列波束扫描的方法,并进行了稳定性分析。最后利用计算机仿真验证了该方法的可行性。

基于GaN TMIC集成片上天线技术的太赫兹功率放大器（英文）

介绍了一种由矩形微带贴片天线和功率放大器一体化集成设计的发射类型单片太赫兹集成电路.该电路采用GaN HEMT工艺制备,实现了高功率密度和高效集成.片上天线被设计为功率放大器输出端接的功率辐射器和频率相关的输出负载调谐器.采用负载牵引技术实现了放大器与天线之间良好的阻抗匹配.在100~110 GHz的频带范围内,功率放大器的平均输出功率为25.2 dBm,平均功率附加效率(PAE)为5.83%,单片太赫兹集成电路具有良好的辐射特性,芯片的10 dB带宽为1.5 GHz,在109 GHz估算的等效各向同性辐射功率(EIRP)为25.5 dBm.

准光及有源天线技术

本文综述了平面集成有源天线领域的一些最新动向。这种有源天线将应用于准光学领域和作为潜在的低价元件使用。已经设计出几种天线,包括行波天线、微带天线和槽线天线。有些结构用多层和多表面来区分三维的线路功能。在介绍了有源天线概念及表征方法后,演示了这些天线的一些用途。包括发射机、收发两用机、功率合成阵列以及倍增阵列。对今后发展私人通信及小型雷达,上述应用都是必不可少的。

GIS局部放电检测的有源外置UHF传感器设计

针对传统无源外置局部放电超高频(UHF)传感器频带窄、增益低、容易引入噪声的问题,研究并设计了基于有源集成天线(AIA)技术的有源外置传感器。传感器通过宽频带天线接收局部放电产生的电磁波信号,在天线介质板上直接由有源对数检波器放大信号进行包络检波,省去了传统设计中的平衡不平衡转换与射频传输线,降低天线前端的匹配损耗,改善传感器的频带、噪声和增益。测试结果表明:传感器中心频率为900MHz,驻波比小于2的频带为730MHz^1.05GHz,传感器输出信号峰值为5V,频率为2~10MHz。该传感器抗干扰能力强,增益高,适合GIS局部放电的检测。

基于最小噪声匹配的低噪放-天线一体化电路

传统的接收端天线与低噪声放大器(LNA)级联,通常需将天线输出阻抗与LNA的输入阻抗均匹配到50Ω,为此引入的匹配电路不仅占用了较大的电路尺寸,而且额外引入插入和失配等损耗。为消除匹配网络,本文提出一种基于ATF-54143晶体管的低噪放-天线一体化电路,基于最小噪声条件下将天线的阻抗与LNA晶体管的输入阻抗实现匹配。该方案通过直接优化微带天线的阻抗实现与LNA晶体管的宽带匹配,不使用任何形式的输入阻抗匹配网络来构建有源集成天线,从而克服了传统设计存在的问题和不足。实验测试表明,在2~3 GHz的带宽内,噪声系数(NF)较传统级联设计都有改善,且最大改善可达0.38 dB(较传统设计NF降低16%)。