一种面向5G通信的宽带8单元MIMO天线设计

提出了一种面向5G的宽带8端口多输入多输出（multiple-input multiple-output,MIMO）天线.天线单元采用多枝节单极子结构,能够激发多模态,且能覆盖多频段.同时,采用弯折结构来实现小型化,且在相邻单元之间设计T形突出地结构来提高隔离度.仿真和实测结果显示,该天线在3~7.1 GHz内回波损耗大于10 dB,在3.3~7.1 GHz内隔离度高于15 dB.因为进行了有效的去耦,天线体现出明显的辐射分集特性,天线在目标sub-6 GHz频段内的包络相关系数（envelope correlation coefficient,ECC）接近0.在一8×8 MIMO系统中,计算得到的峰值遍历信道容量为43 bps/Hz,达到传统2×2 MIMO上限值的3.74倍.该8单元MIMO天线具有良好的分集和复用能力,能满足5G通信在sub-6 GHz的高速数据传输需要.     

毫米波宽带双陷波MIMO天线设计

为有效抑制部分毫米波通信信号干扰,实现无线通信设备小型化,设计了一款具有双陷波特性的毫米波宽带MIMO天线。天线基本单元由辐射单元、微带馈线、Rogers RO4350B基板以及接地板构成。通过在天线辐射贴片刻蚀U型槽,以及接地板添加倒U型枝节,可在工作频段内产生双陷波特性;进一步在接地板引入圆形开槽使MIMO天线获得良好的隔离度。该天线结构紧凑,尺寸仅为26.7 mm×16.67 mm×1.524 mm,工作于21～40 GHz频段,其中陷波频段为22.04～24.72 GHz和25.96～31.2 GHz。结果表明：该天线在工作频段内隔离度大于20 dB,最大增益可达8.49 dBi,包络相关系数(ECC)均小于0.002,具有良好的辐射和增益性能,在毫米波超宽带通信中具有应用潜力。     

用于MIMO基站双极化天线设计及阵元互耦分析

利用缝隙耦合技术和双线馈电技术设计出了一种H型缝隙耦合天线。其结构简单,制作容易,成本低廉,并具有高增益、高隔离、双极化的特性,非常适用做MIMO基站端天线。对天线进行了仿真和测试,测试结果与仿真结果吻合良好,在2.11~2.17 GHz所需频段内,实测两端口VSWR均小于1.2,实测水平极化增益为9.2 dBi、垂直极化增益为9.17 dBi、端口隔离度在频段内均低于-40 dB。分析了MIMO系统中天线阵元间的互耦作用,仿真得出基站天线阵最小阵元间距为d=0.86λ,从而为MIMO系统分析相关性提供了参考数据。     

面向车载鲨鱼鳍的宽频MIMO天线设计

为了解决车载通信天线工作频带窄、尺寸大等缺点,文中提出了一款应用于车载鲨鱼鳍外壳的新型小型化、宽带MIMO天线。为了实现天线的宽带特性,充分利用了印制单极子天线易于引入多谐振的特点,首先通过合理的尺寸设计,将单极子天线谐振频率设计至工作频段中;然后,使用缝隙加载技术,增加天线谐振模式数量并改善天线阻抗匹配特性,拓宽了天线带宽并实现了天线的小型化。为了验证天线实际性能,将天线安装于鲨鱼鳍外壳中进行了测试。结果表明,该天线可以覆盖824～5 000 MHz的频段范围,驻波比均小于3,增益最低1.9 d Bi、最高6.2 d B,效率均高于49.5%、最高达89.2%。该天线可满足车载通信系统对天线的宽带化和小型化要求。     

适用于5G通信的宽带毫米波MIMO天线的设计

针对当前5G通信要求的高速率,提出了一种加载水平条形枝节和蝶形寄生单元的倒L型偶极子宽带MIMO天线。该天线以具有不完全地板的倒L型偶极子天线为辐射主体,加载水平条形枝节有效拓展了天线带宽,在天线上端加载一个蝶形寄生单元,有效提升了天线增益;最后将两个天线单元正交摆放,得到了MIMO天线的最终结构。对天线进行仿真与优化,最终结果表明,天线相对带宽达到40.9%(23.1~35 GHz),工作频带内的隔离度均小于-19 dB,带内增益为5.3~7.13 dBi。与引文其它天线相比,目标天线尺寸较小,具有较宽的频带和较高的增益,同时具有良好的隔离度和定向性。天线实测结果与仿真结果基本吻合,验证了其研究与应用价值。     

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。     

毫米波宽带超表面MIMO天线北大核心CSCD

本文设计了一款毫米波宽带超表面MIMO天线。基于特征模分析设计了宽带超表面天线单元,从而使其组成的MIMO天线具有宽带特性。为了改善天线的隔离度,在天线单元之间引入了金属化通孔以及隔离金属条带。天线整体仅使用了一层介质基板,通过同轴探针进行馈电,结构简单且易于集成,具有低剖面的优点。仿真结果显示,在21.3～31GHz(37%)频段内,天线匹配良好,隔离度不低于20dB,并且带内最高可实现增益可达8.1dBi。     

一款面向5G微基站的双频双极化电磁偶极子天线的设计与分析

小型化是进行5G微基站天线设计的重要考虑因素,文中设计了一款适用于5G微基站的电磁偶极子天线. 天线由一对正交放置的单极化电磁偶极子、一对交叉放置的渐变式Γ形馈电线、一个圆形寄生贴片和一块正方形反射板组成,工作频段为2.50~3.62 GHz和4.8~5.0 GHz,能够覆盖工信部规定的5G的全部中频段. 在工作频带内,天线的输入回波损耗小于?10 dB;端口隔离度在低频段小于?25 dB,在高频段小于?42 dB;仿真平均增益在高、低频部分分别为5.57 dBi和9.84 dBi. 该天线能够实现双频段和双极化,可以作为小型化微基站天线设计的参考,同时为5G天线的商用化提供参考.     

一种适用于LTE和Sub-6 GHz频段的宽带双极化基站天线

提出了一种适用于LTE和Sub-6 GHz频段的紧凑型双极化基站天线辐射单元,辐射振子臂采用1.2 mm板厚的FR4基板双层印制工艺。利用在双极化辐射单元上方加载寄生单元的方式来扩展天线工作频带。实物测试结果显示天线工作频段可连续覆盖LTE(1.8 GHz^2.7 GHz)和5G的Sub-6 GHz频段(3.3 GHz^3.7 GHz),带内电压驻波比小于1.8,隔离度大于20 dB。天线最高增益为9.42 dBi,半功率波束宽度为60°±9°。测试和仿真结果吻合较好。可应用于4G和5G移动通信基站。     

一种小型化超宽带MIMO天线设计

提出了一种基于槽天线的小型化、高隔离度的超宽带(Ultra Wideband, UWB)多入多出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)天线.该MIMO天线由两个槽天线单元构成, 为了增加天线阻抗带宽, 每个槽天线单元由末端带有圆形贴片的微带线和末端为圆形的槽线两部分耦合馈电.采用在地板上开槽和方向图分集方法, 减少地板表面波和空中电磁波影响, 达到提高天线隔离度的目的.数值仿真和实验结果表明:该天线在3.1~11 GHz频段内满足端口反射系数|S₁₁| < -10 dB, 隔离度|S₁₂|在7~11 GHz频段内小于-25 dB, 在3.1~7 GHz频段内小于-16 dB, 并根据仿真和测试S参数计算了包络相关系数.     

一种新型Ku频段宽带高增益双极化微带天线阵列

介绍了一种新型的Ku频段宽带高增益双极化微带贴片单元及96元阵列的设计。设计中单元采用层叠贴片天线结构,提高了单元的带宽和增益,两个极化端口采用分层馈电,其中水平极化端口采用共面馈电,垂直极化端口采用探针背馈。在馈电网络的设计中引入反向馈电技术,降低了交叉极化。仿真与实测结果表明:该阵列增益达到了26dBi,口径效率约为51%,交叉极化电平小于-30dB,水平极化端口相对阻抗带宽达11.3%,垂直极化端口相对阻抗带宽达13.7%,两端口隔离度高于40dB.     

一种单层贴片式双频双极化滤波天线

设计了一种单层式跨频段双频双极化滤波天线。该天线在同一平面上的高频低频辐射贴片共用一个馈电端口,且均可以在两个垂直方向馈电实现交叉方向的线极化辐射。该天线通过在馈电点与低频辐射贴片之间插入一个低通滤波器,明显提高了高频辐射贴片的交叉极化隔离度。研究结果表明,带滤波结构的天线在两个频率点的反射系数小于-20 dB,4.9 GHz的最大增益大于4.8 dBi,26 GHz的最大增益11.7 dBi,〖JP2〗两个辐射频率的辐射方向图均体现良好的线极化特性,且主极化比交叉极化大20 dBi。该天线可作为未来微波与毫米波共用的5G通信终端天线或5G通信基站的MIMO天线阵元,相关技术和结论对于研制一体化集成的双频交叉极化相控阵天线也有重要参考价值。     

应用于物联网MIMO天线的双频谐振解耦结构

提出了一种用于双频MIMO天线的谐振器去耦结构。通过双频单极子MIMO天线对该解耦结构进行验证。双频单极子天线分别工作在低频2.4GHz和高频5.8GHz。 双频解耦结构在低频段主要是采用两个反向的π型微带谐振器解耦,高频段主要是采用π型缝隙谐振器解耦。天线采用微带线馈电,解耦谐振器与天线地板印刷在PCB同一面,结构紧凑易于与系统集成,可以广泛应用于物联网通信系统中。 实测结果：双频谐振器去耦结构实现隔离度高于22dB,单极子天线阻抗带宽分别为2.0GHz-3.0GHz和5.0-6.0GHz（S11<-10dB）,低频段增益最大增益点1.5dBi,高频段最大增益点3dBi。     

一种用于5G 移动通信终端的双频MIMO天线系统

为满足5G 移动通信系统对信道容量的要求,提出了一种应用于5G 移动终端的双频多输入多输出(MIMO)天线系统。它由沿移动终端两个长边垂直放置的八个天线单元组成。该天线系统可以覆盖中国工业和信息化部(MIIT)所规划的3.3 ~ 3.6 GHz 和4.8 ~ 5 GHz 两个频段,且低频段和高频段的天线效率分别高于61% 和50%。通过优化各天线的相对位置和放置方向,使得各端口之间的隔离度优于15 dB。为更好评估天线系统性能,计算了MIMO天线的包络相关系数(ECC)和信道容量(CC)。所得该MIMO 天线系统在工作频段内ECC均小于0.1,且信道容量峰值可以达到36.8 bps/ Hz。同时,制作并测量了MIMO 天线样品,测试结果与仿真结果表现出良好的一致性。     

一种用于笔记本电脑的双频段八天线系统

提出了一种应用于笔记本电脑的双频段八天线系统.该八天线系统由一个四天线系统、两个双天线系统和两个T形谐振带构成.在分析了四天线系统和两个双天线系统的耦合机理后,提出了减小耦合的方法.实测结果表明:天线样品在2.4-GHz无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN)频段的-10 dB公共阻抗带宽为90 MHz(2.4～2.49 GHz),在5.2/5.8-GHz WLAN频段的-10 dB公共带宽为0.9 GHz(5.15～6.05 GHz),其中在5.15～5.19 GHz频段内的反射系数为-9.5～-10dB;八个天线单元在2.4/5.2/5.8-GHz WLAN频段内的互耦均低于-15 dB;在2.4-GHz和5.2/5.8-GHz WLAN频段内的增益分别高于2.7 dBi和3.3 dBi、效率分别高于53％和65％.根据实测三维辐射方向图计算了八天线系统的包络相关系数.     

车载鲨鱼鳍式超宽带多功能天线的研制

设计了一种用于车载应用的新型超宽带鲨鱼鳍天线。该天线工作频域覆盖了应用于车载通信的四个宽频带(824~960 MHz、 1 710~ 2 170 MHz、 2 300~ 2 690 MHz 以及3 300~ 5 000 MHz ),使得该天线系统集卫星导航、移动通信、WiFi、蓝牙、FM收音等多功能性于一体。主集天线尺寸为50 mm ×42 mm ×1.6 mm ,且由1/4椭圆单极子枝节和矩形单极子枝节组成,并将天线垂直放置在鲨鱼鳍式金属板上,从而方便了天线的制作和加工。仿真结果表明,全频段驻波比小于4 dB,全频段天线隔离度小于-15 dB ,且包络相关系数(Envelope Correlation Coefficient,ECC)小于0.1。与最大增益和辐射效率方面的实测值相比,该天线的模拟结果显示出良好的一致性,可广泛应用于车载通信系统中。     

集群通信与无线局域网多天线共口径设计

针对地面集群无线电通信800 MHz频段和无线局域网5 GHz频段, 融合共口径技术和多输入多输出技术设计了一种新颖四单元双模式天线, 该无线局域网天线采用双层微带结构结合多输入多输出技术, 实现高通信容量; 集群通信天线采用单层空气微带结构结合贴片耦合馈电技术, 并与无线局域网天线共口径设计, 实现多天线小型化.仿真和测试结果表明:集群通信天线(驻波比小于2)的阻抗带宽为806~866 MHz, 天线增益大于6 dBi; 无线局域网天线的阻抗带宽为4.9~6.1 GHz, 天线增益大于8 dBi; 各天线间的端口隔离度大于22 dB, 无线局域网天线的包络相关系数远小于0.01, 满足多输入多输出天线的分集要求.     

一种用于5G MIMO 系统的宽带高增益圆极化天线

为提升5G无线通信系统容量,设计了一款基于V 形缝隙耦合馈电的宽带高增益圆极化天线。该天线采用双层辐射贴片结构,拓展天线的阻抗带宽,并分别在辐射贴片和寄生贴片上刻蚀一对半径不等、位置正交的双圆形缝隙,有效改善了天线的圆极化特性。通过加载平板反射器提高天线的前后比,实现良好的定向辐射。实测结果表明,驻波比小于2的阻抗带宽为53.55% (2.27~3.93 GHz),在半功率波束宽度范围内轴比小于3 dB,轴比带宽为27.38%(2.9~3.82 GHz),在工作频带内实测的天线平均增益达到8.22 dBi。该天线适合作为5G多天线系统中的智能天线单元进行自适应波束赋形。     

返折LTCC结构的超窄带天线的设计方法

为满足超窄带无线通信对发射/接收系统的需求,提出一种适用于超窄带系统的紧凑型天线.该天线采用低温共烧陶瓷技术(low-temperature co-fired ceramic,LTCC),通过返折交叉单极辐射片的方式,在缩小天线尺寸的同时,达到降低天线工作频段的目的.该天线整体尺寸为4 mm×27 mm×1.2 mm,仿真结果表明,天线在253.845-254.275 MHz工作频段内,回波损耗小于-10 dB,相对带宽为0.34％.工作频段内回波损耗-频率下降比达到29.26 dB/MHz,交叉极化隔离度小于-31 dB.为无线超窄带系统通信提供了可行的电子器件.     

一种具有双缝隙结构的双频宽带MIMO天线

设计一种双频宽带多输入多输出(MIMO)天线。天线采用微带线耦合馈电,在天线的表面开有圆环形缝隙,把宽缝隙和窄缝隙结合到一起,因此在辐射体上同时存在2种缝隙结构;天线采用双面结构,带宽范围为1.7~2.33 GHz和3.2~3.9 GHz,2个频带的带宽分别为630 MHz和700 MHz,可用于移动通信的DCS(1 710~1 880 MHz)、PCS(1 850~1 990 MHz)、UMTS(1 920~2 170 MHz)以及WIMAX(3.3~3.6 GHz)。天线在低频段的最大增益为3.6 dB,在高频段的最大增益为5.1 dB,隔离度在-20 dB以下,符合MIMO天线的设计需求。