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多波束天线在移动通信系统中应用广泛,本文设计了一款适用于LTE频段的butler矩阵,并基于低剖面双极化微带天线单元设计了2×8天线阵列并与矩阵相连,最终制作了高度仅为15mm的8波束阵列天线.仿真测试结果证明天线在保持良好特性的同时实现了小型化.
一种新型低剖面多波束阵列天线的研究
【摘 要】
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多波束天线在移动通信系统中应用广泛,本文设计了一款适用于LTE频段的butler矩阵,并基于低剖面双极化微带天线单元设计了2×8天线阵列并与矩阵相连,最终制作了高度仅为15mm的8波束阵列天线.仿真测试结果证明天线在保持良好特性的同时实现了小型化.
【机 构】
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上海市航空航天器电磁环境效应重点实验室,上海200438;上海无线电设备研究所,上海200090
【出 处】
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2013年全国天线年会
【发表日期】
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2013年11期
其他文献
本文研究了前端通道存在较大的幅度和相位不一致性时对多模圆阵干涉仪性能的影响,通过分析发现不一致性会使矩阵网络的各个输出模式产生叠加,从而使矩阵输出的相位误差与不一致性呈现非线性关系.文章根据仿真结果,提出了前端幅相一致性的参考指标,以便为系统设计和校正提供参考.
本文通过试验研究了2～6GHz Vivaldi线阵天线的增益特性,测试了该8元线阵的阵中单元驻波、单元增益方向图以及阵列增益方向图,并分析了单元间距对增益的影响.为Vivaldi天线阵设计和调试提供了工程参考.
本文对2.5∶1带宽的近余割平方波束赋形阵列进行了分析和设计.采用数值方法对阵列天线方向图进行了综合,得到所需的天线各单元馈电幅度和相位.赋形天线阵的无源前置馈电网络采用以定向耦合器和微带延迟线为基础的功率分配馈电网络.实测表明,设计出的阵列天线性能与仿真较为吻合,符合系统要求,达到了设计目的.
本文对采用HIS结构降低天线阵列互耦效应进行了研究.设计了一种带枝节单叉形的小型化HIS结构,将其置于阵元间距为0.45个电波长的阵列天线单元之间,有效减小了相邻单元和非相邻单元之间的互耦.并将其应用于波束扫描线阵,改善了波束扫描时的阻抗匹配,特别是宽角度扫描时的驻波恶化现象,从而解决了扫描阵中扫描盲角的问题,增大了扫描阵的波束扫描范围.
提出利用小型平面阵列来等效大型平面阵列中各天线单元的辐射场,进而求和计算大型阵列的辐射总场.并通过公式推导,提高了该方法的计算效率,将大型平面阵列的辐射计算转化为四个小型平面阵列的辐射总场计算问题,避免了逐个计算单元场而带来的操作复杂度,显著减小了计算量.计算结果与HFSS仿真结果基本一致.
本文提出了一种基于微带线/槽线转换器的新型馈电网络.该馈电网络不仅具有超宽的阻抗带宽,还提高了空间利用率,使得阵列天线的设计更为简便.利用该馈电网络设计一款四元超宽带阵列天线,仿真和测试结果表明:组阵后的天线展宽了频带,回波损耗在10dB以下的阻抗带宽从2.35GHz到6.31GHz,达到了88.76％,且在通带内辐射性能良好.
本文针对卫星通信等应用需求,对平面阵列天线技术开展了一系列理论与实验研究.首先,针对单频单极化阵列天线设计,介绍一种"镜像单元"和"弧形正交馈电网络"的技术,抑制阵列天线的交叉极化电平,并提高了阵列天线的效率;同时从系统角度介绍一种适合于任意口径形状的阵列天线的设计方法,能有效实现阵列天线与系统共形.其次,针对单频双极化阵列天线设计,介绍了Ku频段大型平面阵列天线的高效率设计方法,包括有源大型阵列
根据实际需要,设计了一款适用于LTE频段的低剖面双极化微带天线单元,探针直接馈电,加入寄生贴片来增加带宽.在此基础上设计了2元天线阵列,通过设计功分网络以及加入隔离片提高天线隔离度,天线的高度仅为8mm.仿真测试结果证明天线在保持良好特性的同时实现了小型化.
本文基于虚拟极化合成理论,采用多子阵构建变极化的方式进行了变极化波导缝隙阵列天线的设计,通过改变各个子阵激励相位实现不同极化方式的合成,建立四子阵模型对不同极化方式下的仿真结果进行分析,结果表明该天线具备良好的极化纯度.
在单个角锥喇叭天线设计与分析的基础上,设计了一个2×2的角锥喇叭天线阵列,并基于ANSOFT公司HFSS三维仿真软件进行了仿真,仿真结果显示:在2.6GHz至2.95GHz频率范围内,天线增益为20.46dB,最大增益达到了21.15dB,波瓣宽度为11.4度,四个端口的驻波比均小于1.17,满足指标要求.