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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

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一种改进的用于加载微型航天器小型化超宽带多共振贴片天线的新型H形裂环谐振器超材料 Article

Parul DAWAR, N. S. RAGHAVA, Asok DE

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第11期页码 1883-1891 doi: 10.1631/FITEE.1601193

摘要：本文设计并分析了一种改进H形裂环谐振器（split ring resonator, SRR）的新型超材料。它具有负磁导率和负介电常数特性，且在X，Ku和Ka频带内具有多频共振特性。本文就超材料方向和位置的变化对不同配置下的贴片天线进行了分析。结果表明，新型超材料天线实现了性能优化，表现为9 dB的可观增益，77 GHz的带宽，100%的辐射效率，以及有源区65%的面积缩减。二阶分形超材料天线尺寸降至1/21，从而实现了高度小型化。该研究为急需小尺寸尖波束的通信领域提供了一种解决方案。

关键词：超宽带；天线；超材料

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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对进行了比较，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），并对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

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基于色散可调超构表面的宽带低剖面天线研究综述 Review Articles

Wei E. I. LIU, Zhi Ning CHEN, Xianming QING

《信息与电子工程前沿（英文）》 2020年第21卷第1期页码 27-38 doi: 10.1631/FITEE.1900473

摘要：超构表面支持传播导波和表面波，并表现出新颖的色散特性。通过调控其独特的色散特性、设置特殊的边界条件以及选用合适的激励机制，低剖面的超构表面天线也能激励起多个邻近的谐振模式以实现宽带定向辐射。本文首先介绍3类典型宽带低剖面色散可调超构表面天线及其工作原理，接着详细综述色散可调超构表面天线技术的研究进展，重点讨论小型化、圆极化、波束扫描等应用设计。这种新近发展的色散可调超构表面技术，不仅能为宽带低剖面天线设计提供解决方案，更显示其在新型天线技术研发中的巨大潜力。

关键词：超构表面天线；色散调控；复合左右手色散特性；导波；表面波；宽带；低剖面

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具有高隔离度的毫米波平面双极化共口径阵列天线 Correspondence

曹羽艳1,郭子均1,郝张成1,2,3

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年第23卷第10期页码 1568-1578 doi: 10.1631/FITEE.2200122

摘要：

本文提出并设计了一种毫米波平面共口径阵列天线。通过集成基板集成波导（SIW）和带状线激励网络，将K波段天线嵌入至Ka波段天线内部。通过共享辐射口径减小天线尺寸，降低其剖面高度。所设计的Ka波段天线通过SIW腔体表面的一对平行缝隙辐射水平极化波，而K波段天线通过SIW腔体表面的蝴蝶结形缝隙辐射垂直极化波。为了验证以上设计思想，我们设计了一款中心工作频率为19 GHz和30 GHz的8×8共口径阵列天线，并采用多层印刷电路板（PCB）技术进行加工制造。实测结果表明，该天线在K波段和Ka波段的−10 dB阻抗带宽分别为7.73%和大于20%，相应的隔离度分别高于60 dB和44 dB。所提出的共口径天线具有小尺寸、低剖面和高隔离度的优点，可应用于小型化毫米波无线通信系统。

关键词：共口径；平面天线；高隔离度；基片集成波导

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电可调液晶共面波导阶梯阻抗谐振器 Research Articles

樊星叶1,李若舟1,2,严静1,方玉明1,2,于映1,2

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第9期页码 1270-1276 doi: 10.1631/FITEE.2000278

摘要：提出一种液晶可调阶梯阻抗谐振器。该谐振器分别在3.367 GHz和7.198 GHz处谐振，这两个频点可通过对液晶层加载电压实现连续调节。该器件在两个频点处的插入损耗分别为−2.9 dB和−4 dB，回波损耗均小于−21.5 dB。该谐振器可应用于需要频率连续可调的各类通信系统中。

关键词：可调阶梯阻抗谐振器；液晶；共面波导

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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。微带馈线用于减少贴片和封装之间的相互作用。为了减少电磁耦合，设计并分析了通孔结构。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），

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适用于60 GHz应用的新型宽带高效毫米波天线阵列分析和设计 Research Articles

Kai-lai WU, Yuan YAO, Xiao-he CHENG, Jun-sheng YU, Tao YU, Xiao-dong CHEN

《信息与电子工程前沿（英文）》 2020年第21卷第1期页码 128-143 doi: 10.1631/FITEE.1900461

摘要：提出一种适用于60 GHz应用且具有灵活设计的毫米波天线阵列。通过简单地改变天线阵列的辐射部分，可将天线阵列调整为线极化或圆极化。通过采用低插入损耗馈电网络和宽带天线单元，可实现高增益、宽带和高辐射效率特性。对于线性极化天线阵列，仿真结果表明，2×2天线子阵列的阻抗带宽达到21.6%，最大增益达到15.1 dBi，并且在工作带宽内波动小于0.4 dBi。对于8×8线极化天线阵列，仿真结果显示带宽为21.6%，增益为（26.1±1） dBi，天线效率超过80%。对于8×8圆极化天线阵列，仿真结果表明，阻抗带宽为18.2%，轴比（AR）带宽为13.3%。同时进行了天线阵列实物加工测试，并比较和分析结果。

关键词： 60 GHz；天线阵列；线极化；圆极化；毫米波

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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。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）。结论：针对2.4 GHz频段的应用需要，提出了一种小型化高集成度的封装天线结构。该结构满足实际应用所需的性能指标，且能方便地通过LTCC工艺实现。

关键词：封装天线；曲折线天线；多芯片组件；低温共烧陶瓷

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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。考虑阻抗和相位匹配，差分馈电网络和集成巴伦被设计为实现定向辐射模式。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

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基于玻璃通孔的Ka波段宽带滤波封装天线 Research Article

方针1,2,张继华1,2,3,高莉彬1,2,陈宏伟1,2,李文磊1,2,梁天鹏1,2,蔡旭东1,2,蔡星周3,贾惟聪3,郭欢3,李勇3

《信息与电子工程前沿（英文）》 2023年第24卷第6期页码 916-926 doi: 10.1631/FITEE.2200573

摘要：以玻璃封装材料和玻璃通孔技术为基础，提出一种新的Ka波段(33 GHz)滤波封装天线(FPA)，该天线具有宽频带和高滤波响应特点。与传统封装材料(印刷电路板、低温共烧陶瓷、硅等)相比，玻璃通孔更适合小型化技术(毫米波三维封装器件)，具有优越的微波性能。玻璃基板通过键合技术可实现三维高密度互联，其热膨胀系数与硅相当。此外，玻璃基板的堆叠实现了高密度互连，并与微电子技术兼容。该天线辐射贴片由贴片天线和反射系数几乎互补的带通滤波器(BPF)组成。该天线实现了大带宽和高辐射效率，这可能与玻璃基板的叠加和玻璃通孔馈电有关。此外，引入4个辐射零值可有效提高阻带内的抑制水平。为验证所提设计性能，对33 GHz宽带滤波天线进行优化、调试和测量。天线的工作带宽为29.4‒36.4 GHz (|S11|<−10 dB)，阻抗匹配带宽高达21.2%，阻带抑制水平大于16.5 dB。该天线实际增益为~6.5 dBi，辐射效率为~89%。

关键词：滤波封装天线；玻璃通孔；三维封装器件；激光键合

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堆叠排列基于衬底集成波导腔体的半圆型贴片天线用于带有滤波效应的宽带圆极化 Correspondence

姚奕彤,董刚,朱樟明,杨银堂

《信息与电子工程前沿（英文）》 2023年第24卷第5期页码 759-766 doi: 10.1631/FITEE.2200398

摘要：文章提出一种应用于 X 频段和 Ku 频段卫星无线通信的带有滤波效应的新型宽带圆极化天线。该结构包含一个驱动层（同时也是滤波层）以及一个堆叠层（同时也是圆极化层）。带通滤波响应中的两个辐射零点，是衬底集成波导（SIW）腔体支持的开口与嵌入式驱动贴片的综合效果。引入倒角贴片作为堆叠元件，具有同时实现圆极化和拓宽工作带宽的能力。

关键词：圆极化；滤波效应；贴片天线；衬底集成波导

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一种用于用户端设备且工作在2G/3G/4G/IMT/5G频段的小型化超宽带交叉振子天线 Correspondences

郭景丽1,崔伦1,刘英1,孙保华1,李肖锋2

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年第23卷第2期页码 339-345 doi: 10.1631/FITEE.2000456

摘要：设计了一种用于用户端设备（CPE）且工作在2G/3G/4G/IMT/5G频段的小型化超宽带交叉振子天线。单个交叉振子的双臂由阶梯型枝节组成，天线的带宽不但能够通过选择阶梯型枝节的阶数来控制，还可以通过延伸枝节末端来展宽。偶极子通过连接在同轴线上的微带枝节来馈电。此外，通过在交叉振子下方增加开缝的寄生贴片，天线整体的带宽能够扩展到5G sub-6 GHz频段。此外，对天线结构进行了加工和测试。结果表明天线的10 dB相对带宽为147.3 %（0.77–5.07 GHz），双端口之间的隔离度优于20 dB。

关键词： 5G；交叉振子；双极化天线；终端天线；超宽带

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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

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一种应用于目标检测和跟踪的和差波束扫描的双周期漏波天线阵列 Research Article

黄棉烽1,2,刘菊华1,2

《信息与电子工程前沿（英文）》 2023年第24卷第4期页码 567-581 doi: 10.1631/FITEE.2200473

摘要：本文提出一种两个基片集成波导（SIW）周期性漏波天线（LWA）组成的天线阵列，该阵列具有和差波束扫描功能，可应用于目标检测和跟踪。阵列由两个具有不同周期的漏波天线组成，其中每个漏波天线通过n=-1空间谐波辐射产生窄波束。这两个漏波天线因为具有不同的周期所以可产生两个不同方向的波束。当对阵列进行同相馈电时，这两个波束将组合成和波束；当对阵列进行反相馈电时，两个波束则组合成差波束。我们设计了集成180°混合网络的阵列，并对其加工与实测。实测结果表明该天线阵列具有优异的性能，能够为目标检测和跟踪应用提供一种低复杂度和低成本的替代解决方案。

关键词：天线；漏波天线（LWA）；基片集成波导（SIW）；和差波束；目标检测和跟踪