NIM球面近场法天线校准装置的测量不确定度评定

介绍了中国计量科学研究院（NIM）开发的一套精密球面近场扫描法天线校准装置(400 MHz～110 GHz)在测量天线归一化方向图（限于幅度）时的不确定度评定。以“自我比较法”为基础,简介了探头、安装对准、数据采样和射频系统等引入的18个不确定度分量的评定结果,重点针对天线暗室反射引入的不确定度不易评估的难题,基于射线追踪法提出了一种分析、测量和计算相结合的“干扰法”。评估结果表明该套近场系统在-40 dB副瓣电平内,重复性优于0.1 dB (26 GHz)、在忽略探头极化误差时的扩展不确定度优于2.7 dB。最后分析了球面近场天线测量的不确定度特点。     

电磁屏蔽薄膜屏蔽效能的测量装置

针对电磁屏蔽薄膜屏蔽效能的宽频段测试需求,设计了一种频率范围覆盖30 MHz~8 GHz的新型法兰同轴法测试装置。采用同轴传输线原理确定了装置的框架及基本尺寸,在仿真软件中创新性采用电容补偿及电感补偿原理进行优化设计,解决了装置阻抗不匹配的问题。加工了法兰同轴测试装置,装置的驻波比小于1.2,比较仿真和实测结果,两者数据吻合良好。最后,对电磁屏蔽薄膜进行数据测试及分析,实验结果表明,新型装置能有效应用于电磁屏蔽薄膜在频率范围30 MHz~8 GHz的屏蔽效能测试。     

用于WiFi频段的极化分集天线的研究与设计

本文设计了一个用于WiFi频段的极化分集天线,该天线由水平极化的缝隙天线和垂直极化的单极天线组成,利用其电场的垂直正交特性,可以提高分集天线两个端口间的隔离度.所设计的天线尺寸为24mm×36mm,测量与仿真结果显示该天线能工作在2.28~2.55GHz和5.63~5.87GHz两个频段内,具有较好的辐射特性,天线单元间的隔离度达到了30dB以上.     

具有滤波功能的蓝牙微带天线设计

为了有效抑制双倍频对2.4 GHz无线通信干扰,采用滤波馈电网络与天线振子一体设计技术,设计一种具有滤波功能的多层结构天线,使天线在2.4~2.5 GHz时,信号可以几乎无衰减地通过;而在4.8~6 GHz频段,信号被抑制,对邻频干扰也有一定的抑制作用,使干扰信号在天线等前端设备受到较大衰减,从而改善了通信质量.仿真与测试结果表明,在2.4~2.5 GHz频段滤波天线回波损耗小于-16 dB,驻波比小于1.4;在4.8~6 GHz频段滤波天线回波损耗大于-6.6 dB,驻波比大于2.7.该蓝牙微带天线具有较好的传输特性和滤波功能,满足蓝牙通信传输特性需要.     

吸波涂层雷达反射率原位测量技术

目的 为满足吸波涂层在装机条件下雷达反射率原位测量的迫切需求,提出一种基于天线近场测试的雷达反射率原位测量技术。方法 设计小型化超宽带天线、收发去耦结构以及屏蔽罩,构建原位测量探头,并与微波扫频模块和数据处理模块集成,研制出雷达反射率手持式宽频测量仪并。结果 经对比验证,在-17～0 dB反射率范围以及2～18 GHz频率范围内,该测量仪测量结果与弓形系统测量结果偏差小于1.5 dB。结论 该测量仪适用于厚度为1.5 mm以内已涂覆涂层雷达反射率的准确测量。     

球面近场天线测量系统校准中的一类不确定度分析

球面近场天线测量系统多探头校准时,校准用天线角度偏差会引起探头幅度相位一致性的测量不确定度.本文建立了典型的FDTD天线仿真模型,获取了包含幅度和相位信息的3D方向图仿真数据,仿真数据表明:在角度误差较小时,增益、相位误差和空间角度误差呈近似线性关系.其次,频率越高,增益和相位误差越大.本文依据仿真给出了6GHz以内标准不确定度分量概算公式,分析表明:即使考虑近场效应,本文所列概算公式也是稳妥的.     

应用于无线通信的小型化微带缝隙可重构天线

提出了一种新型的小型化频率可重构天线,通过两个开关二极管控制天线的频率,实现频率的重构.天线结构新颖简单,采用宽缝隙天线上加载开关,且开关易于操作控制.当开关闭合时,天线的实测结果谐振频率在5.34 GHz,反射系数为-23.4 dB,相对带宽为70%,实现了超宽带.当开关断开时,天线的实测结果谐振频率为2.4 GHz...     

应用于5G的高隔离双频MIMO天线设计

本文设计了一种适用于5G的n41(2.496 GHz～2.690 GHz), n78(3.300 GHz～3.800 GHz)频段的高隔离双频多输入多输出天线。通过在单极子天线单元上延伸出L型枝节产生新的谐振来实现双频,并将两个结构相同的双频天线单元以对称方式进行放置。通过在两个天线单元之间的接地板上刻蚀一个C型槽来提高天线两端口之间的隔离度,在接地板上加载一个接地枝节进一步改善天线在较高工作频段的隔离度。天线实测结果表明,工作频段分别为2.55 GHz～2.75 GHz(7.5%)和3.28 GHz～3.85 GHz(16.0%),端口之间的隔离度在工作频段内分别大于22 dB, 20 dB。     

一种低交叉极化小口径超宽带天线的设计

在高精度近场法天线测量、平面波发生器应用等场合,工作频段通常受限于近场探头。为了克服开口波导探头的带宽限制,出现了基于Vivaldi天线的超宽带、小口径天线作为近场探头。然而,常见的Vivaldi天线是非对称结构,导致交叉极化性能较差。设计了一款低交叉极化小口径超宽带天线,采用5层对称结构改进了传统Vivaldi天线的非对称性,利用贝塞尔曲线设计渐变槽辐射结构、加载电阻和贴片以及刻蚀矩形斜槽,减小了交叉极化比和天线驻波,改善了天线辐射方向性图。该探头口径宽70 mm、长201 mm,在0.9～6 GHz频段内天线仿真所得交叉极化比优于40.9 dB,增益为-5.5～9.53 dBi,端口反射系数幅度低于-10 dB,其辐射方向性图在全频段不开裂、主波束指向不变。     

C波段宽带双线极化微带天线的设计

设计一种工作在C波段(5.15-5.825GHz)的新型的双线极化高隔离度微带振子天线,主要应用于短距离的移动通信。天线单元采用双"H"缝隙地板、合理的振子排列方式及微带线馈电方式,通过HFSS软件的优化仿真,得到很好的结果,并组成2×2面阵,在整个频段内驻波比小于2,隔离度大于30dB,在中心频率5.54GHz时,E面最大辐射方向的增益为8.9dB;H面最大辐射方向的增益为11.2dB。该天线体积小,有利于小型化和集成化。     

基于中和线解耦的小型化MIMO天线设计

本文设计了一种利用中和线技术来提高隔离度的双频MIMO天线.天线单元采用印刷单极天线的形式,两个工作频段分别覆盖WLAN频率2.45 GHz/5.2 GHz/5.8 GHz.低频谐振单元为倒F天线,通过增加短截线,用以产生高频谐振,实现双频工作.在天线之间增加一个悬置的中和线来提高天线端口之间的隔离度.仿真结果表明,天线两个工作频带分别为2.39~2.53 GHz和4.57~6.09 GHz.天线两个端口之间的隔离度,在低频段内,S 21<-19.3 dB,在高频段内,S 21<-24.6 dB,满足移动通信WLAN频段天线的设计要求.     

非织造基网格型碳纤维复合材料的屏蔽性能分析

在PET非织造基材表面,采用等间距排列连续碳纤维的方式制备网格型单层和双层碳纤维复合材料,测试分析具有不同排列间距、重叠层数和重叠角的复合材料,在30 MHz~1.5GHz频段内的电磁屏蔽性能,从而为制备低成本、高性能的电磁屏蔽复合材料提供一定的理论指导。结果表明:对单层网格型复合材料,在碳纤维排列间距为6mm时,其最优屏蔽效能特征峰值为46.66dB,对应频率1.05GHz;对双层网格型复合材料,以0°-0°角重叠、排列间距为6mm时,其屏蔽效能特征峰值达到51.31dB,对应频率1.15GHz;相比于单层复合材料,双层复合材料的屏蔽性能提高了10%,其有效频宽提高了42%。     

基于MEMS开关双频微带缝隙天线的设计

本文设计了一种基于MEMS开关的快速切换频率的双频微带缝隙天线.通过MEMS开关的通断来改变缝隙的尺寸,从而改变电流分布,实现天线谐振频率在2.4GHz和5.8GHz之间的快速切换.分析了MEMS开关状态与天线谐振频率之间的关系.仿真结果显示,当开关断开时,微带缝隙天线的频率为2.4GHz,回波损耗达到-27dB;当开关闭合时,微带天线工作频率切换到5.8 GHz,回波损耗达到-23dB,并通过实测数据验证了仿真结果.     

ITO防电磁辐射玻璃屏蔽性能研究

采用直流磁控溅射技术在玻璃基板上沉积ITO薄膜,通过调整基板温度、薄膜厚度得到了最低方阻1．4Ω／□,薄膜透光率超过76％。对样品在150KHz到18GHz频段内电磁屏蔽效能采用屏蔽室法进行测试,1G频率点得到的屏蔽效能最好,达到了54dB,在屏蔽困难的低频段,150KHz频率点的屏蔽效能迟到24dB。     

一种新型的六边形结构超宽频带微带天线

提出一种新型的多边形结构宽带微带天线。此天线拥有体积小、剖面低、重量轻、结构简单等。采用ansoft公司的基于时域有限差分法(FDTD)的HFSS12电磁仿真软件对该天线进行了仿真。从仿真结果上看,该微带天线的中心频率10GHz,S11≤-10dB时的相对带宽147%(3.0GHz～20.0GHz),可以有效的覆盖到S、C、X、Ku各个波段以及3GHz到6GHz各个移动通信频段,也可用于各种无线局域网等场合。该天线的平均增益3dB,最高增益达到5dB。     

3G通信带通滤波器设计及优化

为了消除城市地铁线路中其他频段信号对移动信号的干扰,设计了以2GHz为中心频率,带宽为260MHz的带通滤波器.利用隐式空间映射法在HFSS和ADS中分别建立滤波器的精确模型和粗糙模型设计优化平行耦合带通滤波器.滤波器在1.85GHz到2.15GHz内插入损耗小于3dB,在频率小于1.75GHz、大于2.3GHz的带宽带外抑制大于20dB,并验证了隐式空间映射算法的可行性,降低了设计成本.     

Wi-Fi/WiMAX双极化阵列天线研究

提出一种应用于Wi-Fi/WiMAX的宽带高增益双极化阵列天线.它由+45°和-45°正交极化的两个天线组成。当频率为2.38~2.72 GHz时,天线的回波损耗大于-10 dB;端口1与端口2之间隔离度大于20 dB;端口1在2.45 GHz时获得最大增益为17.14 dBi,端口2在2.483 GHz时获得最大增益为17.15 dBi.仿真和测试很好相吻合,该双极化天线能满足Wi-Fi/WiMAX通信网络要求.     

30MHz～1GHz可计算偶极子天线与天线系数量值溯源

利用市售偶极子天线加S-参数适配器,完成了一套可计算偶极子天线;在30 MHz～1 GHz内,在不同频点、不同高度(2 m、3.5 m)和不同距离(10 m、1.2 m)条件下,该套偶极子天线场地衰减/插入损耗的仿真结果和实测结果的差别小于0.9 dB;相应地,天线系数的仿真结果和实测结果的差别小于0.45 dB.由于...     

多探头球面近场测试系统校准方法及对准角度误差分析

针对多探头球面近场天线测试系统的通道不一致性提出了校准方法,并对对准角度误差引入的近场测量幅度相位误差进行了仿真分析。分析表明,当对准角度误差Δφ=0. 5°时,引入的近场测量幅度误差0. 1dB,相位误差1°。采用高精度转台机械臂并结合激光对准等技术手段,可以将对准角度误差控制在±0. 1°之内,近场测量幅度误差及相位误差也将大幅减小。     

X波段空中辐射场测量中的天线设计与应用

为减小空中微波辐射场测量时极化失配带来的影响,设计了一种低轴比微带圆极化阵列天线,该天线在9.7GHz,3dB波束宽度约45°,轴比低至0.1dB。天线功率容量大于1.5kW,常温(26℃)和低温(-6℃)时天线轴比偏差小于0.1dB。应用该天线可以将极化失配不确定度减小到0.1dB以内,并具有较强的环境适应性,适用于X波段空中辐射场精确测量。