JTRAS/OSTBC系统在莱斯信道下的性能分析

在莱斯衰落信道下,研究了使用联合发射/接收天线选择(JTRAS)和正交空时分组码(OSTBC)的多输入多输出(MIMO)系统的平均符号误码率(ASEP)性能。基于标量加性高斯白噪声(AWGN)信道的方法,推导出了分别使用频移键控调制(FSK)和脉冲幅度调制(PAM)的ASEP性能的精确闭合表达式。数值仿真结果与理论分析结果相吻合,验证了分析结果的正确性。仿真结果表明：随着发射天线或接收天线数的增加,JTRAS/OSTBC系统的ASEP性能得到了很好的改善,当使用2FSK调制,信噪比为8 dB时,(4,4;2)系统的误码率是1×10-2,(6,6;6)系统的误码率是2×10-4;莱斯因子对JTRAS/OSTBC系统的ASEP性能有显著影响,当使用2FSK调制,信噪比为10 dB时,在莱斯因子为0时,(4,4;4)系统的误码率是7×10-4;在莱斯因子为4时,(4,4;4)系统的误码率是1.5×10-4;在莱斯因子为100时,(4,4;4)系统的误码率是8×10-5。     

用于船舶自动识别系统的机载阵列天线设计

为了满足船舶自动识别系统抗干扰性能的要求，设计了一种机载阵列天线。天线阵列由5个单极子天线单元组成，整体尺寸为Φ720 mm×306 mm，天线单元沿圆周均匀排列。通过泰勒分布和牛顿优化算法，优化阵列的辐射幅度及相位，得到实测的方位面增益-15 dB抑制范围达到128°，-20 dB抑制范围达到77°；装机后-15 dB抑制范围在114°以上，-20 dB抑制范围在51°以上。该阵列天线结构简单，成本低，满足机载环境的使用要求。     

应用于无线USB的小型超宽带阻带天线

设计了一种用于超宽带无线通信系统的小型化天线。该天线贴片尺寸为20 mm×15 mm ×3 mm,采用U形折叠结构和渐变结构相结合,可使天线具有超宽带特性。为 了减小对无线局域网（WLAN）系统5 GHz频带的干扰,天线采取了叉形谐振结构来实现对相应频带的抑制。采用仿真软件分析了该天线阻抗带宽和不同频点处的辐射方向图。仿真和实测结果显示,该天线在25～4.67 GHz和628～12 GHz内S11<-10 dB,在47～6.2 GHz内S11>-10 dB,因而有效产生带阻特性。     

采用加权叠加结构滤波器组的子带分割与重构系统设计

子带分割与重构系统是天线组阵系统的重要组成部分。针对传统子带分割与重构系统参数设置不灵活的问题，提出了采用加权叠加(Weighted Overlap-Add,WOLA)结构滤波器组实现子带分割与重构的方法，对WOLA结构的分析滤波器组和综合滤波器组进行推导，利用窗函数法设计具有重构特性的原型低通滤波器，并利用Matlab进行仿真。仿真结果表明，采用WOLA结构子带分割与重构系统增强了参数设置的灵活性，当输入信号是理想无噪信号时，重构误差在5×10-3以内，与离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)多相滤波结构相比，系统重构误差减小了一个量级；当输入带噪信号时，重构误差随着信噪比的增加而降低，当信噪比大于20 dB时重构误差回到5×10-3以内，验证了WOLA结构子带分割与重构系统的可行性和良好的重构特性。     

一种采用组合陷波结构的新型超宽带平面天线

首先提出了一种小型平面超宽带天线的设计。天线采用FR4印刷电路板制作,由共面 的叉形辐射单元和多边形缝隙构成,整体尺寸为30 mm×28 mm×0.8 mm。采用 HFSS软件对天线进行了优化设计和参数分析。然后,通过在叉形辐射单元增加微带开路枝节 并且在地板开一对倒L形细裂缝的办法,设计了组合陷波结构的超宽带天线。实验表明：组 合陷波结构天线在51～5.9 GHz阻带内,回波损耗的最大值达-1.5 dB,与常规的 单陷波结构超宽带平面天线相比较,其回波损耗频率曲线更为陡峭,从而能更有效地提高 超宽带通信系统抑制无线局域网设备所带来干扰的能力。     

一种改进的小型化超宽带平面倒锥缝隙天线

提出了一种改进的超宽带平面倒锥缝隙贴片天线,通过调整倒锥缝隙和倒锥贴片的形 状,在更小尺寸条件下,实现了超宽带性能。天线总体尺寸为40 mm×40 mm× 1.5 mm。采用仿真软件分析了该天线的阻抗带宽、辐射方向图及增益特性。结果显示,该 天线的回波损耗小于-10 dB的带宽为2.2 GHz到大于16 GHz,在低频段具有全 向性,在3～14 GHz频段增益随频率的变化在4～7 dB之间。     

兼容4G/WiFi/WiMAX的新型宽带人工电磁媒质天线设计

设计了一款新颖的基于互补开口谐振环结构和条形缝隙的贴片天线。通过在金属贴片上蚀刻圆环形互补开口谐振环结构,并且在金属接地板上蚀刻条形缝隙完成天线的人工电磁媒质结构设计,它们和介质板共同作用将天线工作频段明显扩宽到1.7~2.98 GHz和3.99~5.34 GHz。该天线仅使用单层双面覆铜板即可完成加工,具有结构简单的特点。同时,天线的电尺寸仅有0.408λ0×0.408λ0×0.008 6λ0(在天线最低工作频率1.7 GHz处),且最大增益为6.04 dBi;可以同时兼容中国的第四代(4G)移动通信的所有频段(1.88~2.66 GHz)、WiFi频段(2.4~2.484 GHz)和微波存取全球互通(WiMAX)频段(2.5~2.69 GHz)。     

一种新的MIMO无线通信空时分组码方案

从MIMO(多入多出)引出空时分组码背景;针对实际MIMO应用提出了一种利用广义复正交方法新设计的满分集的码率为1/2的6个发射天线4个接收天线(6×4)和8个发射天线4个接收天线(8×4)结构的空时分组码系统,仿真结果表明该系统具有良好性能。     

一种小规模超宽带相控阵天线设计

目前基于阵元间强耦合效应已设计出超宽带相控阵天线，但是其规模较大。针对规模小或者在扫描方向上规模小，如何增强阵元间耦合而实现超宽带相控阵天线的问题，采用平衡对踵Vivaldi天线(BAVA)作为天线单元，优化天线单元辐射金属的形状，并采用镜像法布阵天线单元设计出一个小规模4×16的斜极化超宽带相控阵天线。仿真和试验结果表明，采用的方法可以增强小规模超宽带相控阵天线的阵元间耦合效应，实现频率0.8f0~2.0f0驻波比小于2，法向增益达17.34~23.0 dBi，在±45°范围内实现无栅瓣扫描。该小规模超宽带相控阵天线已在实际工程中应用。     

新型Ka频段宽角扫描圆极化相控阵天线

提出了一种新型的Ka频段圆极化相控阵天线。天线单元以单馈电开槽贴片天线为基础实现圆极化，通过微带贴片表面加载介质和辅助辐射器，展宽了天线波束宽度并优化了单元轴比。以该天线为阵列单元，采用顺序旋转布阵技术优化得到的2×2子阵，其辐射方向图具有良好的旋转对称性，由该子阵扩展形成的相控阵天线，有效地实现了圆极化宽角扫描特性。以8×8矩形阵列为例，仿真分析了此类二维相控阵天线波束扫描过程中的方向图和极化特性。研究结果表明，天线在工作频段内可实现方位360°、俯仰±60°扫描，扫描范围内天线增益波动和轴比均小于3 dB，同时该天线具有低剖面（高度尺寸为0.08λ0，λ0为空气介质波长）、结构简单、易于加工和集成等特点，非常适合小型化或一体化相控阵天线系统应用。     

单圆锥天线与GPS天线的组合设计

本文介绍一种GPS天线与单圆锥天线组合一体构成的组合天线及其馈电通道的分离办法，并讨论了它们之间的相互影响。     

双频圆极化天线设计方法综述

根据圆极化和双频天线的设计原理，总结了双频圆极化天线的设计方法,通过不同馈电方式和谐振方式分为四类进行阐述。归纳了近几年拓展双频圆极化天线带宽的方法，从结构上分别按照微带缝隙天线、平面单极子天线和阵列天线进行介绍。列表分析了各种设计方法的实现难度和典型天线各项性能参数，最后简述了适用于双频圆极化天线小型化的优化方案，并对未来发展趋势进行了展望。     

超宽带盘锥天线的设计

介绍了盘锥天线的性能、设计原理,分析了各个参数对天线性能的影响。通过改变 天线结构,即在圆盘和下锥体之间引入一个上锥体,将盘锥天线和双锥天线结合起来,既保 持了盘锥天线的特性,又减少了圆盘和下锥体的分布电容,从而有效地增加了其带宽。在理 论计算的基础上利用ANSOFT HFSS软件对设计出的新型盘锥天线进行仿真优化,优化的结果 表明天线覆盖了从300 MHz到10 GHz的频带,在33∶1的带宽范围内驻波比基本小于 3,该方法有效地展宽了带宽。     

毫米波平板隙缝阵天线工艺设计与制造

毫米波平板隙缝阵天线具有增益高、副瓣低、体积小和质量轻等优点,是毫米波雷达的关键设备。针对其多层、空腔、薄壁的复杂结构特点和加工精度高、封装性好的工艺要求,结合集成工艺设计,应用CAD/CAM一体化技术和精密连接技术,实现了天线的高技战术性能要求。     

充气天线结构技术概述

简要介绍了充气式可展开空间天线(以下简称充气天线)结构的关键技术，指出了充气天线的最新发展动向。     

采用新型馈电结构的双频宽带导航天线设计

基于新馈电结构,设计了一款覆盖全球四大卫星导航系统的双频宽带贴片天线。采用了一种四分八馈电线路,以8个同轴馈电探针两两相连的方式将两路天线馈电信号合为一路,有效简化了馈电网络的复杂性,同时保证了天线辐射的增益、带宽和轴比性能。该双频辐射贴片单元采用正八边形层叠式结构设计,并在每个天线单元边缘对称添加两组矩形调谐单元,有效增加了天线辐射的波束带宽。该双频天线单元在高频1.482~1.617 GHz（波束带宽155 MHz）和低频1.191~1.252 GHz(波束带宽61 MHz）频段范围内,都能保证良好的辐射增益;高低频的3 dB轴比带宽为-130°~130°,具备良好的圆极化性能。经实物样机对比测试分析,实测结果与仿真结果基本吻合。     

一种小型化高隔离MIMO吸顶天线

提出了一种小型化高隔离MIMO吸顶天线设计方案。天线由水平极化印刷对数周期天线 环形阵列内嵌于垂直极化单锥天线组成,并通过在单锥天线上正对对数周期天线轴处各开一 个狭缝,实现了吸顶天线的全向辐射性能和双极化工作性能。嵌套结构的引入不仅大大减 小了双极化吸顶天线的结构尺寸,还实现了吸顶天线极化间的高隔离性能。采用HFSS对其进 行仿真和优化,得到该吸顶天线垂直极化工作频率为790～960 MHz/1 700～2 70 0 MHz,水平极化工作频率为2 300～2 700 MHz,同频隔离度优于44.5 dB, 并 且两个极化的增益和全向性均良好。该吸顶天线结构简单,便于加工制作,且成本较低, 具有较高的实用价值。     

应用于带有闭合金属边框手机的缝隙天线

提出了无断开（闭合）金属边框情况下平面手机天线的模型，解决了在闭 合金属情况下导致的传统平面天线带宽变窄的问题。通过天线折叠技术，将其面积缩小至手 机应用的尺寸内。然后，进一步的阻抗匹配使在smith圆图上将天线的阻抗带宽调到了最 大，使天线能够覆盖GSM850、GSM900、DCS、PCS、UMTS 5个频段。采用开槽天线将金属边框 作为天线的一部分能解决金属框对天线的影响。实测结果表明，低频部分带宽为142 MHz，高 频部分带宽有480 MHz，满足了常用频段的需要。同时，为了避免发生手握的影响，金 属框和地的接地点置于电路基板顶段，从而降低了手握的影响。     

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。