移动通信基站天线的关键技术研究进展

基站天线作为移动通信系统中的重要部件,对通信质量起至关重要的作用,其关键技术被广泛研究。通过对基站天线的电调技术、极化技术、宽带技术、阵列天线多频技术和基站天线小型化技术等的研究发展历程介绍,分析了这些关键技术在工程上的实现方法与措施,总结了这5个关键技术今后的研究重点和发展方向。在基站天线下一步的发展中,需要将多个关键技术完美地结合在一起,阵列天线多频技术和基站天线小型化技术将成为今后的研究热点。

ZigBee和特高频RFID技术在物联网中的融合研究

无线传感器网络与RFID技术的融合是当前物联网领域的一大研究热点。文中通过介绍RFID技术、无线传感器网络技术、无线传感器网络与RFID技术的融合,提出了一种基于Zig Bee技术的特高频RFID读写系统的设计方案,对融合系统通信接口的实现与通信协议的转换进行了详细论述,并指出了融合系统节点间存在的能耗不平衡问题。

基于ZigBee和RFID技术的生猪屠宰可溯源系统的设计与实现

为了提高屠宰场管理的信息化和自动化,保障猪肉生产的安全,将射频识别技术与无线通信技术相融合,设计并实现了一种与ZigBee网络相融合的无线射频识别系统,并应用于生猪屠宰信息的溯源。利用CC2530和MF RC522构建无线RFID读写器,在Visual Studio 2008平台上构建屠宰可溯源系统软件。系统集成试验表明:该系统稳定性高、识别距离长、应用灵活和扩展性好,能有效提高生猪屠宰系统的溯源管理效率。

多层微波集成电路中微带线层间互连仿真

针对多层微波集成电路设计的微带线层间互连问题,介绍了垂直通孔互连、垂直带条互连和层耦合过渡互连三种高性能的互连方法,并且采用三维电磁仿真软件HFSS对这三种互连结构进行了建模和仿真。仿真结果表明,垂直通孔互连和垂直带条互连在0.1~25 GHz的频宽范围内,回波损耗S11<-20 d B,插入损耗S21>-1 d B,互连性能优良,而层耦合过渡互连在20~68 GHz内回波损耗S11<-20 d B,插入损耗S21>-1 d B,具有在毫米波频段实现互连的潜力。

基于互异结构的宽阻带带通滤波器研究

针对带通滤波器的高次谐波干扰,结合目前常用的在输入输出微带馈线上添加开路线构成带阻的方法,采用两个互异的中间添加开路线的阶跃阻抗开环谐振器来实现高次谐振频点的相互分离,达到抑制高次谐波实现宽阻带的目的。通过仿真软件对这一方案的验证及网络分析仪的实物测试证明,该方案具有良好的效果,能广泛应用于带通滤波器的谐波抑制。

一种小型化宽阻带窄带通滤波器的研究

为实现滤波器设计小型化,降低带通滤波器的高次谐波干扰,结合传统的1/4波长谐振器结构,采用在谐振器微带线上添加开路线的方法,降低高次谐振频点处的插入损耗,消减谐波影响。相比于半波谐振器,1/4波长谐振器能有效地减小滤波器尺寸,此外开路线的添加除具有消减高次谐波作用,同时还能降低基频谐振点,促进设计小型化。通过仿真软件对该方案的验证及网络分析仪的实物测试表明,此方案具有良好效果,能广泛应用于窄带通滤波器小型化及谐波抑制。

等离子体隐身翼面的电磁散射特性研究

设计了一种等离子体隐身翼面结构,采用时域有限差分方法对翼面的电磁散射特性进行了计算和分析,以翼面后向散射最小化为目标,对等离子体的碰撞频率、填充位置以及前缘玻璃钢蒙皮的相对介电常数进行了优化设计。研究表明,优化后的等离子体隐身翼面较全金属翼面,可在全向上实现雷达散射截面的减缩,后向散射的减缩值可达22.56 dB。

一种双模圆极化贴片天线设计

为满足卫星导航系统的要求,采用单点馈电叠层贴片技术,设计了一种双频圆极化宽波束天线;采用隐式的时域有限差分方法,对天线进行全波仿真,分析了影响匹配性能的结构参数,并通过在贴片的一组对边上开矩形缝隙,微调天线谐振频率,同时实现了阻抗带宽和轴比带宽相吻合;总结出改善天线双频匹配特性的方法,解决了双频段同时达到最佳匹配的问题。

光伏逆变器内部电磁干扰抑制电路研究

在光伏逆变系统中,内部电磁干扰是影响其工作稳定性和可靠性的重要因素,能否有效地控制内部电磁干扰决定着系统的成败。文章以一款3 kW离网光伏逆变器设计为例,分析了系统内部主要电磁干扰的分布,并提出了具体解决方案。

分集接收路径的射线跟踪研究

为了简化无线通信信道规划过程,应用几何光学的直线传播原理,建立了传输信号的直射、反射、绕射以及二次反射/绕射的射线跟踪路径模型,在城市区域中构造出二维障碍物群,分析了单个发射/接收天线以及垂直交叉放置的天线组产生的射线路径数,通过对路径寻找方法的分析和数值仿真,给出在一定约束条件下信号传输的有效路径与天线组位置的关系。

一种圆柱形介质谐振器天线阵列设计

在圆柱形介质谐振器天线单元分析的基础上,设计了一种4单元介质谐振器天线阵列。天线阵采用微带线馈电网络,保证单元之间满足相位匹配关系,使该天线阵列具有良好的定向辐射特性,而且在带宽方面满足要求。

边缘开槽多频段天线设计

针对手持无线设备的发展需求,设计了一种能够用于北斗卫星导航系统、全球定位系统和无线局域网的多频段天线。采用平面倒F天线的结构方式,在辐射片边缘开2个L形槽,使它在1.575 GHz,2.445 GHz和5.32 GHz三个频段能够有效工作,且拥有足够的带宽,满足上述3个系统对频率的要求。利用电磁仿真软件分析了辐射体的电流分布,研究了槽的位置、形状和尺寸对天线性能的影响,实验验证了所设计天线的性能。

微带线和槽结构对多层滤波器性能影响的对比研究

微带线和槽结构是多层结构微波滤波器实现小型化、高性能的关键,因此需研究不同形状的微带线和槽结构对微波滤波器性能的影响。通过使用全波电磁仿真软件对各种结构微波滤波器S参数进行仿真,发现改变顶层、底层拓扑结构对微波滤波器整体性能影响不明显,表明不同形状的拓扑结构在面积相等时可近似等效;而改变中间层耦合槽的结构则对滤波器整体性能影响较大,表明改变耦合槽形状是一种比较理想的能调谐滤波器性能的方法。

紧缩结构双频天线的设计

为了实现双频天线的小型化,对平面倒F形天线给出一种改进,在辐射贴片上开一个T形槽,再将它的尾部向内折叠。通过与L形开槽的倒F形天线相比表明:改进后天线的结构更加紧凑,尺寸减小30%以上,且在给定的工作频段具有良好的辐射特性。

一种平面倒F型三频手机天线设计

为了实现手机内置天线的小型化和多频段,提出了一种平面倒置F型三频段天线。结构采用空间折叠实现了小型化,开双L型槽实现了多频段工作。测试结果表明,其尺寸和频率都能满足现代无线通信系统对移动终端的要求。

多分支平面印刷天线的设计

设计了一种多分支平面印刷天线,采用微带线馈电方式,其中微带线设计成T形,与辐射单元匹配.辐射单元由3个L形的金属面结构构成,其分别工作在2.4 GHz、3.5 GHz和5.4 GHz,可应用于无线局域网（WLAN）和全球微波互联接（WiMAX）系统.通过电磁仿真软件HFSS对这种天线进行设计,在WLAN应用频段上10 dB阻抗带宽分别为1 GHz （4.9～5.9 GHz）和310 MHz （2.24～2.55 GHz）;在WiMAX应用频段上10 dB阻抗带宽380 MHz （3.3～3.68 GHz）.实测结果表明,这种天线具有良好的远场辐射特性,其增益在2.5～4.7 dBi之间.

一种用于卫星通信系统的三频天线设计

为了适应卫星通信系统终端的需求,设计了一种三频段天线,辐射贴片的基本形状为四周圆角的矩形,在贴片上分别开T形槽和L形槽,使天线产生3个工作频点。通过对辐射贴片的电流分布和槽形结构进行分析,发现开槽可使电流路径增加,在所需的频段范围内能有效降低回波损耗;同时发现,减小天线的接地面宽度,可减小天线尺寸,从而提高天线的辐射效率。实测结果表明该天线能满足设计要求。

应用于无线局域网的双频天线设计

设计一种应用于无线局域网的单极子天线,天线上表面以矩形环和＂T＂形结构作为辐射单元,下表面则以矩形结构作为接地面。通过软件仿真和实验分析得出,这种天线工作频率范围分别为2.04～2.98 GHz和4.85～6 GHz,在工作频率范围内表现出良好的辐射特性。根据IEEE802.11规定的无线局域网频段范围,这种天线满足实际应用要求。

三频梳状缝隙天线设计

设计了一种三频段梳状缝隙天线，通过在辐射贴片上开梳状槽和圆环槽，以及在接地面上开未封闭圆环形缝隙，使得天线的工作频率分别为2．4GHz、3．5GHz和5．8GHz。天线采用微带线的馈电方式，它的S11在-10dB时的带宽分别是2．38—2．48GHz、3．50～3．62GHz和5．66—5．81GHz，该天线能够较好地应用在无线局域网和全球微波互联接入系统中。

共面波导馈电的双频天线设计

设计了一种用共面波导馈电的双频天线，由切角的矩形和等腰梯形结构组合而成，使天线工作在2．32～2．57GH：和5．2～5．8GHz频段。仿真和实测结果表明：采用共面波导馈电使天线辐射的远场方向图有更好的对称性，这种天线工作频段内S11参数小于-10dB，电压驻波比小于1．5，相对工作带宽达到52％，可应用于无线局域网通信中。