5G大规模紧耦合阵列天线研究

介绍了5G移动通信技术的概念、背景、发展历程以及大规模阵列天线对于5G移动通信系统的重要性;详细阐述了二维、三维阵列天线的基本原理和相关理论;在此基础上,重点介绍了紧耦合阵列天线,其具有体积小、带宽大等技术优势,是5G大规模阵列天线研究的重要方向;详细阐述了紧耦合阵列天线的构成、设计方法和设计步骤,设计出了一种高性能5×5的紧耦合阵列天线.     

5G大规模紧耦合阵列天线简析

简述5G网络通信技术的发展趋势以及传统二维、三维阵列天线的基本原理和自身劣势,并在此基础上提出5G大规模紧耦合阵列天线所具有的技术优势,认为5×5的25单元紧耦合阵列天线的各个单元与其子阵列之间的频段满足了<3的数值范围要求,有源电压驻波比也在可控范围内,说明匹配效果较好,性能较高。     

一种应用于3G 基站的双环天线阵列设计

双环天线在第三代移动通信系统基站中的应用是一种新的探索与尝试，其适用于带状 型服务区域的覆盖的需求。从实用出发，介绍了基站天线的设计仿真过程，提出了一种结构简单、调节 自由度较大的双环天线单元形式，并计算出双环天线的主要尺寸，介绍了基站天线的设计仿真过程。最 后的实测结果表明，天线的各项指标性能良好，在工作频带内驻波比小于1． 25，方位面副瓣抑制在以 下，与仿真结果基本一致，完全能够满足基站系统指标对天线的要求。     

一种可用于5G点对点通信的宽频双极化阵列天线

本文设计了一款高增益宽频双极化天线。该天线采用多层辐射贴片的结构,拓展天线的带宽,并用一对正交分布的微带线直接馈电在辐射贴片上,增强天线极化隔离度,形成双极化特性。通过设计馈电网络,组成阵列后实现良好的带宽与定向辐射特性,并且具有良好的端口隔离度和辐射极化纯度。实测结果表明,小于-10dB的阻抗带宽为18.18%(5.0～6.0GHz),带内平均增益为15.5dBi,全频段端口隔离度小于-30dB,主瓣方向上的主极化电平与交叉极化电平相差40dB,带内增益波动小于3dB,具有良好的增益平坦度。该天线适合作为5G通信系统中的天线单元,具有实用价值。     

一种基于电磁超材料的大规模天线阵列天线罩解耦技术

文中设计了一种去耦天线罩,为解决紧凑排列的大规模天线阵列中相邻端口隔离度较低的问题提供了参考.天线罩主体是一层具有低介电常数和低损耗性的介质板,其上印刷了周期性排列的金属贴片结构.通过调整金属贴片的形状以及天线罩到天线阵列的距离,使天线罩产生的反射波与阵中的耦合波幅度相同、相位相反,二者相互抵消,达到增加阵中端口间隔离...     

MIMO技术在5G移动通信阵列天线建模中的应用分析

文章介绍了当前5G移动通信的发展情况、MIMO技术的应用原理及优势、5G移动通信阵列的天线建模方法与模型的比对,并以5G移动终端为例,叙述MIMO技术融入到移动通信阵列天线建模中的方法,以期通过将MIMO技术应用到5G移动通信天线阵列中的方式,向用户提供稳定安全的信息通道。     

一种5G手机天线的设计

阐述设计的一种在四种工作频段下的平面贴片天线,在COMSOL仿真软件中建立天线模型,分析衡量天线性能的电参数。测试结果表明,该天线在多频段的回波损耗小于-10dB,符合设计要求。     

一种基于5G Sub6G的小型化天线设计

随着5G网络的逐渐商用,许多电子通信产品需要支持5G通信.本文主要是针对窄边框笔记本和小型化的台式机产品设计了一款小型化的Sub6G全频段天线,天线的尺寸为45*10*0.4mm.通过CST仿真软件对天线进行仿真后进行实物雕刻测试,其性能验证可以满足此类电子产品的需求.     

一种适用于5G智能终端的新型自解耦天线对

MIMO技术是5G通信的核心技术,然而在空间受限的智能设备上布置更多的天线将导致天线间相互耦合,造成MIMO系统性能损失;加之智能设备朝全面屏发展的趋势,天线占用的空间也被进一步压缩。因此在小的净空下实现高隔离度是当前5G智能设备天线设计的关键。针对以上问题,文中设计了一种新型自解耦MIMO天线对。该天线对的两个端口在天线一体化结构设计中考虑解耦设计,无需任何额外的解耦结构。仿真结果表明：该自解耦天线对在3.4～3.6 GHz频段上的隔离度大于19 dB;4×4 MIMO系统各端口间的隔离度在3.4～3.6 GHz频段上优于16.7 dB,ECC<0.022,系统仿真的总效率达到88%～94%;该方案在净空1 mm的前提下实现。相比于已有设计,该设计在现有5G智能手机的高集成度MIMO天线领域具有可导入性。     

一种5G手机的紧凑型16单元多频MIMO天线

提出一种应用于5G智能手机中结构紧凑的16单元多频段多输入多输出(MIMO)天线阵列。该多天线系统由8个紧凑天线阵列对组成,为了预留2G/3G/4G天线的布局空间,这8个天线阵列印刷在智能手机的两侧边上。每个天线阵列对由2个紧凑的间隙耦合环路天线组成,分别布置在系统板的上、下两侧;其中上侧天线工作在LTE band 46(5 150~5 925 MHz),下侧天线覆盖LTE band 42/43(3 400~3 800 MHz)。测试结果表明该天线阵列具有良好的阻抗匹配和隔离性能。同时还对MIMO一些包络相关系数进行了研究分析。最后研究了人手和头对整个天线性能的影响,仿真结果表明,在日常各种使用情况下,该天线阵列也具有良好的辐射特性。     

A flat four-beam compact phased array antenna

This paper presents a flat four-beam compact phased array antenna. The low-cost and compact phased array antenna is designed using a circular array of four circular microstrip antennas made of low-cost material and four 1-bit phase shifters. The main beam of the antenna can be switched in four directions with the gain of about 4 dBi in each main-beam direction. More than 90° half-power beamwidth and over 10 dB F/B ratio are obtained. In addition, the diversity performance is considered and the diversity performance of this antenna can be provided with the envelope correlation about 0.6     

5G中的超宽带阵列天线及其小型化技术

研究了超宽带阵列天线的设计及其低剖面技术。将ADS电路仿真软件与电磁场全波仿真软件Ansoft HFSS相结合,利用具有紧耦合的偶极子天线单元设计具有宽带工作的低剖面强耦合阵列天线。研究结果表明,在工作频率范围0.67~3. 78 GHz频段内,该天线阵列的电压驻波比优于2. 0,相对带宽为139. 78%,天线阵列的剖面仅有40.25 mm。其次,研究了加载人工磁导体结构实现阵列天线的低剖面技术。采用构成高阻抗地的人工磁导体结构改善了天线高频谐振性能,从而降低了天线的剖面高度。全波电磁仿真结果表明,该天线阵列在1. 1 ~ 2. 8 GHz范围的工作频率中电压驻波比优于2. 0,天线的剖面高度仅为24 mm,相对带宽78%。该技术可拓展应用到5G天线的开发。     

5G大规模天线技术发展及创新方向

针对5G大规模天线当前系统架构及技术方案,提出新的技术发展及创新方向,包括低剖面、轻量化辐射单元、高精度幅相校准网络、多合一密集辐射阵、高集成化去反射板设计、天线集成滤波器、天线与滤波器共模组,机械移相及数字成形相结合、5G 双频天线、4G＆amp;5G 融合天线等。针对每一个技术创新方向进行了概述和有益性说明。     

一种紧凑型双极化电磁偶极子天线设计

文章提出了一种紧凑型双极化电磁偶极子天线。通过改变天线平面偶极子辐射表面的形状,延长表面辐射电流路径,从而实现了天线的小型化。利用两个线性渐变的Γ型馈线对天线进行耦合馈电,可以有效地展宽天线的阻抗带宽。实测结果表明,天线在1.63~2.78 GHz频带内回波损耗小于–15 dB,天线端口隔离度在对应频带内低于–25 dB,并且获得了稳定的增益。所设计天线具有良好的单向辐射特性。与传统天线相比具有结构简单、紧凑、尺寸小等特点,能够应用于无线通信系统中,也可以作为基站天线的一个单元来使用。     

短波小型接收天线设计

常用短波天线的尺寸一般较大,不适用在舰艇、船只和山顶等特殊环境中使用.因此,在不降低性能指标的条件下,需要尽量减小短波天线的尺寸.为此,设计了小型短波宽带有源鞭状天线.结果表明,小型短波宽带有源鞭状天线的性能指标不小于常用的笼形天线,且具有体积小、重量轻、抗毁性强、使用电压低等特点.     

用于高功率微波测量的圆极化微带阵列天线

在进行高功率微波(HPM)辐射场测量时,测量天线的极化匹配对测量精度影响较大。为提高测量精度,介绍一种微带圆极化阵列天线,采用功分器作为馈电网络,获得了小于1 d B的轴比,与非阵列圆极化微带天线相比,使轴比降低约1 d B。因此,当采用该圆极化阵列天线测量线极化微波的远场辐射时,使极化失配对测量结果的影响由±13%降至±3.6%左右。     

毫米波微带天线阵列设计

设计了一个圆口径串并联混合馈电的毫米波微带天线阵列。该天线采用矩形微带工字型缝隙贴片耦合馈电的方法展宽带宽。为了有效利用天线口径面积,减小网络复杂度,选取串联微带天线阵列形式。同时为了展宽带宽,根据设计的圆形口径阵列,将部分子阵采用串并联混合馈电的形式,得到带宽为5%的毫米波微带天线阵列。仿真表明,该天线在工作频带内增益大于30.6 d Bi,波束宽度为4.0°×3.5°,副瓣电平低于–13 d B。该天线阵面与网络配合,可以实现多波束或相控阵的功能。     

一种小型平面超宽带天线的设计与研究

提出了一种新颖的小型平面超宽带(UWB)天线.该天线由微带槽天线的基本结构变形而来,为获得超宽带频率特性,设计时馈电微带线采用了渐变结构的叉形调谐支节,金属底板的开槽设计成对称多边形.首先通过数值计算来获得最佳的天线几何尺寸,并制作了实际的样品.对天线的反射特性、方向图以及增益都进行了测试,然后利用时域有限差分(FDTD)方法计算了天线收发脉冲信号的保真度.研究结果显示该天线具有良好的超宽带特性.     

一种小型UHF RFID读写器天线设计

基于RFID系统对天线的要求,提出了一种适用于UHF频段上的RFID读写器天线。该天线采用背馈馈电方法,通过在分形结构上采用非对称矩形切角来实现天线的小型化和圆极化。利用电磁仿真软件分析了天线性能,仿真与测试结果吻合良好。