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基于高介电常数超表面透镜调制的性能增强Vivaldi天线 Research Article

潘少鹏1,林铭团2,亓琳1,陈攀1,冯杨1,李高升1

《信息与电子工程前沿(英文)》 2021年 第22卷 第12期   页码 1551-1684 doi: 10.1631/FITEE.2100139

摘要: 设计了工作频段为2~20 GHz的超表面单元以增强Vivaldi天线的增益和辐射性能。设计的超表面单元结构简单、超宽带性能稳定、介电常数高,可独立调制两个极化电磁波。分析了单元上的电流分布,并提取等效电磁参数,以验证超表面单元x极化电磁波和y极化电磁波进行独立调制的能力。设计的超表面单元被集成到Vivaldi天线的口径中形成超表面透镜,用于引导电磁波传播。提出两种超表面透镜,将它们分别集成到Vivaldi天线中衍生出天线Ant1和Ant2,并从电场幅度和相位角度分析透镜电磁波的调制作用,进而得到最终设计方案。根据优化设计结果,加工并测试Vivaldi天线和提出的天线Ant2,测试与仿真结果吻合良好。Ant2测得的阻抗带宽基本覆盖2~18 GHz频段,与传统Vivaldi天线相比,提出的天线Ant2增益提高0.6~3.7 dB,副瓣电平大大降低,方向性也得到明显改善。

关键词: Vivaldi天线;超宽带;高介电常数;双极化;超表面透镜    

适用于全金属外壳5G多输入多输出智能终端的零净空正交同频天线 Correspondence

常乐1,贺文宝1,陈小民2,檀笑雪1,陈娟1,康凯3,杨阳4

《信息与电子工程前沿(英文)》 2022年 第23卷 第10期   页码 1562-1567 doi: 10.1631/FITEE.2200119

摘要:

本文首次提出零净空天线,可适用于全金属外壳第五代移动通信技术(5G)多输入多输出(MIMO)智能终端。该天线是金属边框上的T形槽结构,可以看作由两个对称的口对口开口槽构成。得益于T形槽位于侧边边框,不需要天线净空,非常适用于现代全面屏智能终端,终端后盖可采用金属材质,适用于全金属外壳终端。本文加工了一个Sub-6 GHz的四天线阵列来验证其可行性。在3.4–3.6 GHz,两天线的隔离性均优于16.9 dB,任意两个天线之间的包络相关系数(ECC)均小于0.13,两种模式的总效率范围分别为43.5%–61.9%和40.5%

关键词: 天线;第五代移动通信技术(5G);Sub-6 GHz;极化正交;智能终端;智能手机;零净空;全金属外壳;多输入多输出(MIMO)    

用于人体器官的无线生物电子器件的最新研究进展——利用天线系统进行生物遥测和无线能量传输的前景展望 Review

Ahsan Noor Khan, Young-ok Cha, Henry Giddens, 郝阳

《工程(英文)》 2022年 第11卷 第4期   页码 27-41 doi: 10.1016/j.eng.2021.10.019

摘要:

电子学和生物学的结合催生了生物电子学,为研究人员实现尚未被满足的治疗方案的需求带来了激动人心的机遇。迄今为止,大多数生物电子器件都需要通过有线连接来进行电子控制,因此患者来说,这些器件的植入既复杂又缺乏便利性。本文重点描述了天线的关键特性,即辐射特性、材料选择、与其他电子器件的集成和测量。尽管无线生物电子学的最新进展有望增加对器件功能的控制,但在技术商业化以及应对不断扩大的未来医疗需求方面仍面临诸多挑战。

关键词: 生物电子学     神经植入物     药物输送     天线     无线电能    

极化可编程阵列天线 Article

陈定昭, 刘颜回, 李明, 郭攀, 曾卓, 胡俊, Y. Jay Guo

《工程(英文)》 2022年 第16卷 第9期   页码 100-114 doi: 10.1016/j.eng.2022.03.015

摘要:

可重构天线技术是未来无线通信和传感系统中的一项重要的技术。众所周知,采用线极化(LP)可重构天线作为通信单元,可以从一组LP状态中选择更优的极化状态,从而提高通信链路的质量。本文提出了极化可编程的可重构天线阵列新概念,该阵列由多个具有有限极化数目的可重构天线单元组成。通过所有的阵列单元的极化状态进行编程并采用一个新的优化策略极化状态进行优化,证明了该阵列可以在矢量方向图中实现任意期望的LP,同时精确控制副瓣和交叉极化电平(XPL),从而完美匹配所需的通信信号的极化

关键词: 阵列天线     极化可编程天线     可重构天线    

滤波天线:从创新概念到工业应用 Review Articles

Yun-fei CAO, Yao ZHANG, Xiu-yin ZHANG

《信息与电子工程前沿(英文)》 2020年 第21卷 第1期   页码 116-127 doi: 10.1631/FITEE.1900474

摘要: 滤波天线兼具滤波和辐射功能,可用于减少不同频带、距离较近的天线单元间的异频耦合。本文回顾论文作者提出的几款滤波天线和3个相关的双频基站天线阵列作为应用示例。滤波天线设计包括单极化和双极化滤波贴片天线、单极化全向滤波偶极子天线及用于基站的双极化滤波偶极子天线。不同于其他天线,本文中的滤波天线是具有消除多余滤波电路的创新概念。基于提出的滤波天线,已开发出单极化和双极化双频天线阵列。利用滤波天线自身的频率选择功能,可有效降低不同频段天线单元间的异频互耦。相比于典型工业产品,双频阵列性能更佳。一些提出的技术已实现产业化应用。

关键词: 滤波天线;双频;天线阵列    

基于LTCC技术与曲折线天线集成的封装天线系统

Gang DONG,Wei XIONG,Zhao-yao WU,Yin-tang YANG

《信息与电子工程前沿(英文)》 2016年 第17卷 第1期   页码 67-73

摘要:

我们提出了一种基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术的与弯折线天线集成的封装天线系统。该系统采用曲折线贴片天线,封装层和层压多芯片模块(MCM)来集成集成电路(IC)裸芯片。弯曲线天线的带宽为220 MHz,中心频率为2.4 GHz,最大增益为2.2 dB,辐射效率超过其工作频率的90%。制作了集成了曲折线天线的封装天线系统,实验结果与仿真结果吻合良好。

关键词: 封装天线(AiP),弯曲线天线,多芯片模块(MCM),低温共烧陶瓷(LTCC),    

一种具有极化/方向图分集的新型宽带环形天线 Correspondence

孙莉1,周世钢1,张关喜2,孙保华3

《信息与电子工程前沿(英文)》 2022年 第23卷 第6期   页码 975-983 doi: 10.1631/FITEE.2100421

摘要:

提出一种应用于极化/方向图分集的新型宽带环形天线。该天线由8个环形排列的印刷偶极子天线组成,相邻偶极子臂交叠排列以实现容性加载。与传统环形阵列天线不同,本文首次提出相邻两个单元抽取式激励的馈电方式,并证明此方法可保持天线的宽带特性。在该环形天线的口径下,具有4个独立馈电端口,因此可通过适当的馈电网络实现极化/方向图分集特性。以该环形天线为例,设计了一个宽带双极化环形天线。为在Z方向上实现两个具有最大辐射的正交线极化,周期性地提取两个相邻单元,并通过一个端口馈电。由于所提天线是空心的,它可以作为多频带共用孔径天线单元应用。仿真和测试结果表明该天线的两个正交极化同时具有电压驻波比小于2的50.5%(1.04–1.82 GHz)工作带宽,端口间隔离度小于23 dB。

关键词: 环形天线;宽带天线;极化分集;方向图分集    

应用于5G/WLAN频段的MIMO手持天线 Correspondences

Yong CHENG, Jing LU, Bing-qing SHENG

《信息与电子工程前沿(英文)》 2020年 第21卷 第1期   页码 182-187 doi: 10.1631/FITEE.1900478

摘要: 提出一种用于便携式终端的多输入多输出(MIMO)天线。手持终端天线的工作频带为5G(3.4–3.8 GHz)和WLAN(5.150–5.925 GHz)。5G和WLAN频段的天线单元交错放置,尽量保证同频单元间距离较远,以减少天线元件间的耦合。所有天线元件回波损耗均大于6 dB。所有元件间隔离度大于14 dB。高频天线辐射效率大于50%,低频天线辐射效率大于40%。所有元件远场增益大于2.2 dBi。

关键词: 第五代通信系统(5G);手持天线;MIMO天线;去耦技术    

基于LTCC技术集成曲折线天线的封装天线系统

Gang Dong, Wei Xiong, Zhao-yao Wu, Yin-tang Yang,gdong@mail.xidian.edu.cn

《信息与电子工程前沿(英文)》 2016年 第17卷 第1期   页码 67-73 doi: 10.1631/FITEE.1500167

摘要: 目的:基于LTCC工艺,设计工作于2.4 GHz频段范围且满足性能指标要求的集成封装天线,同时设计封装腔体结构实现电路芯片的集成。创新点:设计了一种曲折线天线结构用以实现系统的小型化。在封装层腔体内引入一种叠层多芯片组件结构,提高了整体集成度。通过添加通孔及馈线结构减少天线与封装层内部芯片间的电磁耦合。方法:首先,基于LTCC的材料特性及设计的性能需要,设计一种曲折线形天线,并其原理进行分析,其回波损耗特性进行仿真(图3)。然后,针对封装天线集成电路芯片的需要,提出一种LTCC材料的多芯片组件结构(图8),同时在封装层内加入一定数量的金属通孔(图9),以减少天线与芯片间的电磁耦合。最后,将上述设计的天线与封装层结构整合在一起,并进行实际制作(图12),通过测试得到制作的封装天线系统的方向特性图(图13)和回波损耗特性曲线(图14)。

关键词: 封装天线;曲折线天线;多芯片组件;低温共烧陶瓷    

面向三频WiFi应用的分集玻璃天线 Article

胡鹏飞, 梁国华, 陆贵文, 潘咏梅, 郑少勇

《工程(英文)》 2023年 第23卷 第4期   页码 157-169 doi: 10.1016/j.eng.2022.09.011

摘要:

本文研究了两种新型极化和方向图分集玻璃介质谐振器天线(DRA),均适用于三频段(2.4 GHz、5.2 GHz和5.8 GHz)无线保真(WiFi)应用。通过比较这两种分集DRA以及一种新的空间分集玻璃DRA,研究了哪种类型的分集天线最适合WiFi 路由器应用。同时,将这三种分集玻璃DRA还与商用空间分集单极子进行了比较,以衡量玻璃DRA在WiFi 路由器应用中的性能。本文在极化分集天线中,提出了双端口馈电方案来激发不同的DRA模式。实验制作了这三种新型分集天线,并测量了三种分集玻璃天线和参考空间分集单极天线的误码率(BER),并结果进行了比较和讨论。结果表明,极化分集全向DRA的误码率最为稳定。

关键词: WiFi多频天线     玻璃     介质谐振器天线     多输入多输出    

移动卫星天线μ鲁棒控制设计

李果,胡剑飞,姬献征

《中国工程科学》 2007年 第9卷 第5期   页码 22-26

摘要:

建立了基于移动卫星天线的控制系统,并针对移动卫星天线模型,设计μ鲁棒控制器,试验结果证 明了控制器有效性;尽管外界环境道路变化不同,移动卫星天线控制系统表现出满意的控制性能。

关键词: 移动卫星天线     μ设计     鲁棒控制    

使用猫群算法优化线性天线阵列的最佳阵因子辐射方向图:电磁仿真验证 Article

Gopi RAM, Durbadal MANDAL, Sakti Prasad GHOSHAL, Rajib KAR

《信息与电子工程前沿(英文)》 2017年 第18卷 第4期   页码 570-577 doi: 10.1631/FITEE.1500371

摘要: 本研究进行了微带贴片天线线性阵列的优化设计。通过猫群算法(Cat swarm optimization, CSO)优化天线阵列辐射方向图的各控制参数。通过优化每个单元的激励电流权重和阵元间隙获得各向同性天线单元阵列的最佳辐射方向图。以12、16和20单元的天线阵列为例,运用MATLAB进行阵列优化设计,采用CST-MWS设计结果进行仿真验证。由仿真结果可见,CSO能给出微带贴片天线线性阵列的最优设计。

关键词: 贴片天线;线性天线阵列;猫群优化(CSO);旁瓣水平(SLL)    

基于玻璃集成无源器件工艺的60-GHz小型化宽带超表面天线 Research Articles

Hai-yang XIA, Jin-can HU, Tao ZHANG, Lian-ming LI, Fu-chun ZHENG

《信息与电子工程前沿(英文)》 2020年 第21卷 第1期   页码 174-181 doi: 10.1631/FITEE.1900453

摘要: 提出一种面向封装天线应用的60-GHz小型化宽带超表面天线。基于玻璃集成无源器件制造技术,采用共面波导馈电环形谐振器表征玻璃基板的材料特性。该天线于高介电常数玻璃基板上设计以实现天线小型化。在TM10模式下,贴片单元之间的间隙使该天线贴片辐射孔径得以减小。该天线在结构上采用共面波导馈电,进而激励蝶形缝隙,最终耦合激励位于天线上表面的超表面贴片。该天线可同时支持TM10模和反相TM20模,从而提升带宽性能。经过设计、优化及加工,该天线的辐射贴片尺寸为0.31λ0×0.31λ0,厚度为0.06λ0。采用基于探针结构的天线测量装置完成该天线测试,测试结果显示天线带宽为53.3~67 GHz。在60 GHz频点处,该天线增益测量值约为5 dBi。

关键词: 60 GHz;封装天线;共面波导馈电环形谐振器;玻璃集成无源器件;超表面天线;小型化天线    

移动终端未来天线设计综述

王汉阳

《工程(英文)》 2022年 第11卷 第4期   页码 12-14 doi: 10.1016/j.eng.2021.04.031

封装天线技术

张跃平

《工程(英文)》 2022年 第11卷 第4期   页码 18-20 doi: 10.1016/j.eng.2021.08.012

标题 作者 时间 类型 操作

基于高介电常数超表面透镜调制的性能增强Vivaldi天线

潘少鹏1,林铭团2,亓琳1,陈攀1,冯杨1,李高升1

期刊论文

适用于全金属外壳5G多输入多输出智能终端的零净空正交同频天线

常乐1,贺文宝1,陈小民2,檀笑雪1,陈娟1,康凯3,杨阳4

期刊论文

用于人体器官的无线生物电子器件的最新研究进展——利用天线系统进行生物遥测和无线能量传输的前景展望

Ahsan Noor Khan, Young-ok Cha, Henry Giddens, 郝阳

期刊论文

极化可编程阵列天线

陈定昭, 刘颜回, 李明, 郭攀, 曾卓, 胡俊, Y. Jay Guo

期刊论文

滤波天线:从创新概念到工业应用

Yun-fei CAO, Yao ZHANG, Xiu-yin ZHANG

期刊论文

基于LTCC技术与曲折线天线集成的封装天线系统

Gang DONG,Wei XIONG,Zhao-yao WU,Yin-tang YANG

期刊论文

一种具有极化/方向图分集的新型宽带环形天线

孙莉1,周世钢1,张关喜2,孙保华3

期刊论文

应用于5G/WLAN频段的MIMO手持天线

Yong CHENG, Jing LU, Bing-qing SHENG

期刊论文

基于LTCC技术集成曲折线天线的封装天线系统

Gang Dong, Wei Xiong, Zhao-yao Wu, Yin-tang Yang,gdong@mail.xidian.edu.cn

期刊论文

面向三频WiFi应用的分集玻璃天线

胡鹏飞, 梁国华, 陆贵文, 潘咏梅, 郑少勇

期刊论文

移动卫星天线μ鲁棒控制设计

李果,胡剑飞,姬献征

期刊论文

使用猫群算法优化线性天线阵列的最佳阵因子辐射方向图:电磁仿真验证

Gopi RAM, Durbadal MANDAL, Sakti Prasad GHOSHAL, Rajib KAR

期刊论文

基于玻璃集成无源器件工艺的60-GHz小型化宽带超表面天线

Hai-yang XIA, Jin-can HU, Tao ZHANG, Lian-ming LI, Fu-chun ZHENG

期刊论文

移动终端未来天线设计综述

王汉阳

期刊论文

封装天线技术

张跃平

期刊论文