基于超材料结构实现5.8GHz RFID天线小型化设计

设计出一款可应用于RFID（Radio Frequency Identification）系统的5.8GHz传统矩形微带天线,天线辐射贴片尺寸为15.74mm×11.12mm,天线的回波损耗（S11）的实测结果为-23.276dB。此后,在矩形微带天线基础上进行设计改进,通过分别蚀刻15个超材料结构I型谐振环和6个超材料结构开口谐振环(Split Resonant Ring, SRR),构造出两款新型小型化天线。与传统矩形天线相比,在保持方向性、最大增益等参数性能基本不变的条件下,基于超材料结构的天线辐射贴片尺寸分别为12.44mm×9.12mm 和11.74mm×9.1mm,相比传统矩形天线分别缩小了35.2%和41.82%,辐射贴片小型化效果明显,其回波损耗实测结果分别为-21.83dB 和-15.40dB。     

天线相位中心位置的计算方法

本文提出了一种天线相位中心位置的计算方法,该方法基于天线远场幅度与相位方向图,能够快速计算出天线相位中心位置。首先建立天线相位中心位置与远场相位方向图之间的模型,然后求远场相位SSD对位置偏移的偏导,得到相位SSD的最小值以及此时的位置偏移。在计算相位中心的过程中可以根据要求选取不同的幅度加权方法,在计算结束后,通过补偿后的相位方向图来比较几种加权方法的计算效果。     

A UWB CMOS low-noise amplifier with noise reduction and linearity improvement techniques

In this paper, a highly linear CMOS low noise amplifier (LNA) for ultra-wideband applications is presented. The proposed LNA improves both input second- and third-order intercept points (IIP2 and IIP3) by canceling the common-mode part of all intermodulation components from the output current. The proposed LNA structure creates equal common-mode currents with the opposite sign by cascading two differential pairs with a cross-connected output. These currents eliminate each other at the output and improve the linearity. Also, the proposed LNA improves the noise performance by canceling the thermal noise of the input and auxiliary transistors at the output. Detailed analysis is provided to show the effectiveness of the proposed LNA structure. Post-layout circuit level simulation results using a 90 nm RF CMOS process with Spectre-RF reveal 9.5 dB power gain, -3 dB bandwidth (BW_−3dB) of 8 GHz from 2.4 GHz to 10.4 GHz, and mean IIP3 and IIP2 of +13.1 dBm and +42.8 dBm, respectively. The simulated S₁₁ is less than −11 dB in whole frequency range while the LNA consumes 14.8 mW from a single 1.2 V power supply.     

一种宽频带双极化印刷偶极子基站天线

设计并优化了一款适用于LTE天线系统的基站天线振子单元。在印刷偶极子天线以及微带巴伦的基础上,通过等效电路模型进行分析,设计出该天线的多级阻抗匹配巴伦。采用寄生贴片、领结型设计等技术,有效地拓展了天线频带带宽,实现了±45°双极化。仿真结果表明,天线的VSWR≤1.5和回波损耗大于15 d B的带宽达到了54.5%,可以覆盖GSM1800,CDMA2000,WCDMA,TD-SCDMA和LTE系统。在此频带范围内,该天线的驻波特性、方向性、增益和隔离度等指标均满足LTE多模式系统的指标。同时该天线也易于制作,适用于LTE多模式基站天线系统。     

一种考虑互耦的脉冲天线阵列快速计算方法

基于有源单元方向图思想,提出了一种可用于计算脉冲天线阵列时域辐射场的快速方法.该方法在考虑单元间互耦的情况下,将大型阵列的时域辐射场计算问题转化为一个小型阵列的计算问题,大大地减少了计算量.采用文中的阵列综合方法,结合有限积分法软件,仅对一个5×5元阵列进行模拟,即可推算出大型阵列的远场方向图,其计算时间不超过全波模拟时的十分之一.计算结果与仿真软件的仿真结果吻合较好,验证了方法的正确性.     

宽带宽波束圆极化微带八木天线

提出了一种具有两级双贴片引向器结构的双馈圆极化微带八木天线.通过移除部分接地板结构,有效地增大了天线在端射前向的圆极化增益和波束宽度.等幅异相的同轴双馈模式使得该天线具有较宽的工作频带.数值仿真与实验结果表明:该天线同时满足驻波比R vsw≤1.5及端射方向轴比RA≤3 dB的相对带宽为11％.天线在俯仰面仰角0°至80°的范围内具有良好的圆极化辐射特性,方位面主极化半功率波瓣宽度达到88°,同时具有较高的辐射前后比.良好的工作特性表明此天线可作为机载或弹载通信的备选天线.     

具有两块非对称接地面的高紧凑型超宽带天线

针对超宽带无线通信的应用,提出了一种新颖的具有两块非对称接地面结构的紧凑型超宽带(Ultra-Wideband,UWB)天线.本设计采用半椭圆辐射单元和两块非对称接地平面结构,以获得较宽的工作频率和较小的几何尺寸.对影响天线性能的主要几何参数进行了研究和优化并对所设计天线进行了加工制作与测量.测试结果表明:反射系数S11小于-10 dB时,所设计天线的工作频率覆盖3～12 GHz的范围,满足标准UWB带宽(3.1～10.6 GHz)的要求,且平均增益达到4.5 dBi天线具有较小的几何尺寸,仅为14 mm×18 mm=252 mm2.     

低剖面双频双圆极化平板缝隙天线的设计

提出一种新型双频(Ku/Ka)双圆极化平板缝隙天线.三层平行平板构成双层的径向波导,缝隙对螺旋排布于最上层平板,低频与高频缝隙对分别逆时针和顺时针排布,对应实现右旋圆和左旋圆极化辐射.低频与高频段分别采用单根探针与多根探针的馈电形式.在组成高频径向波导的平板外围加上一圈金属通孔使低频馈电端口易于阻抗匹配.仿真结果表明:该新型双频天线在Ku和Ka频段最高的辐射效率达到60.5％和55.7％,-1 dB增益带宽分别为8.3％和6.2％,具有较宽的轴比带宽以及较高的端口隔离度,该天线具有很好的工程应用价值.     

一种小型化八频段可重构手机天线设计

提出了一种新型频率可重构的手机天线,尺寸为43 mm×9 mm×3 mm.该天线由曲折馈电枝节、耦合枝节,以及多路射频开关(RF-Switch)组成.通过RF-Switch接入不同的电感改变天线的感抗值和带线的有效电长度,在低频段得到了四种不同的工作状态,天线的低频带宽显著增加.研究结果表明:所设计天线能够很好地覆盖长期演进(Long Term Evolution,LTE)、无线广域网(Wireless Wide Area Network,WWAN)八个频带且频段内回波损耗小于一6 dB.实测表明天线具有良好的辐射效率和辐射增益,能够实现全向覆盖,具有很好的应用前景.     

现代谱估计在窄带天线测试中的应用

在暗室中对窄带天线进行测量时,由于间接时域方法的测试带宽不足而无法有效地去除多径信号所产生的干扰,文中提出将现代频谱估计技术应用于此类天线的测试。以最大熵为约束条件,利用现代谱估计中的Burg算法求解接收到频域信号的AR模型参数,并对其进行频谱外推。从而在频域拓宽信号的测试带宽,在时域提高信号的分辨率,并运用间接时域测量技术精确加载时域门,达到去除多径干扰的目的。仿真和实测都验证了该方法的有效性及可靠性。