首页/文章/ 详情

滤波天线--毫米波双极化法布里-珀罗腔 (FPC)滤波天线

1年前浏览132



在过去几十年中,滤波天线已被广泛研究和应用,以改善无源器件在 RF 前端的集成。作为一种多功能器件,它可以取代传统的滤波器-天线级联结构,以减小系统尺寸并提高效率。

目录



   
  • 滤波天线    
  • 双极化FPC滤波天线    
  • 参考文献 

FPC

As shown below👇

滤波天线

为了减少不同频段之间的干扰,滤波天线由于具有良好的带外抑制优势,是解决多频段阵列中这一问题的好方法。

已提出的滤波天线的设计方法:

1、将滤波器和天线级联,通过优化的匹配网络来实现滤波天线。

与天线级联设计的滤波器可以是带通滤波器 (BPF)、带陷波滤波器、可重构滤波器等。

缺点:由于滤波器和天线级联方法具有滤波器的固有损耗和匹配网络的损耗,因此会降低天线的辐射效率。

 


2、使用寄生元件产生辐射零的方法设计具有滤波功能的天线。

 


3、通过在馈线上添加开路/短短截线来设计。  
短截线相当于某个频率的短路,将在此频率引入传输零点,从而实现滤波特性。  
 

 

 

4、通过在贴片上添加插槽和短接引脚来设计滤波天线的方法,而无需额外的电路

 




双极化FPC滤波天线

得益于滤波天线抑制带外辐射的固有能力,这种类型的天线在减少交叉带耦合方面也表现出很大的潜力。

 


同时,为了减少多径效应,具有高隔离度和最小交叉极化水平的双极化天线非常重要。


双极化滤波天线的设计方法大致可分为两类:

1、对于协同设计方法,将滤波电路插入天线馈电结构中,辐射体相当于滤波器中的最终级谐振器。由于双极化需要两组滤波电路,因此这种方法以额外的插入损耗和扩大的电路尺寸为代价实现了频率选择性。

2、聚变设计方法开发产生辐射零点的辐射器以抑制带外辐射,同时保持通带内的高辐射效率。


然而,目前的双极化滤波天线主要用于 6 GHz 以下的应用,涉及微小槽和细微带线的结构并不适合更高的频率。

 


高增益天线被高度要求以弥补毫米波传播过程中的高路径损耗。

在几种增益增强方法中,法布里-珀罗腔 (FPC) 天线已显示出广阔的应用前景。双极化 FPC 天线通常包括基于对称晶胞的部分反射表面 (PRS)、双极化馈电天线和接地平面。

由于腔体的谐振条件只需要大约一半波长的高度,因此 FPC 天线的外形比发射阵列低。

此外,双极化 FPC 天线还避免了传统天线阵列所需的复杂馈电网络,从而减少了损耗和更直接的配置。

在高增益和小型化需求的推动下,有必要开发毫米波双极化 FPC 滤波天线。



参考文献



   

[1] Y. Sun, H. -T. Hu and C. Hou Chan, "Millimeter-Wave Wideband, High-Gain, Dual-Polarized Filtering Patch Antenna With Y-Shaped Probe and Shorted C-Shaped Strip," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 72, no. 11, pp. 8816-8821, Nov. 2024, doi: 10.1109/TAP.2024.3457168. 

[2] K. -R. Xiang, F. -C. Chen, Q. Tan and Q. -X. Chu, "High-Selectivity Filtering Patch Antennas Based on MultiPath Coupling Structures," in IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 69, no. 4, pp. 2201-2210, April 2021, doi: 10.1109/TMTT.2021.3056552.

          




来源:微波工程仿真
ACT电路ANSA
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-07-12
最近编辑:1年前
周末--电磁仿真
博士 微波电磁波
获赞 45粉丝 82文章 460课程 0
点赞
收藏
作者推荐

无线通信的链路预算分析(Link Budget Analysis)

Link Budget Analysis(链路预算分析)是无线通信系统设计中的一项关键任务,它涉及对通信链路中所有增益和损失的详细核算。。目录 Link Budget 应用与注意事项 参考文献Link BudgetAs shown below👇Link Budget链路预算(Link Budget)是在一个通信系统中对发送端、通信链路、传播环境(如大气、同轴电缆、波导、光纤等)和接收端中所有增益和衰减的核算。通常用来估算信号能成功从发射端传送到接收端之间的最远距离,并通过对系统中下行(或前向)和上行(或反向)信号传播途径中各种影响因素进行考察,对系统的覆盖能力进行估计,获得保持一定通信质量下链路所允许的最大传播损耗。对于远场通信,链路功率预算可以描述为 其中Pt是发射功率,Gt是发射天线增益,Gr是接收天线增益,N0是噪声功率密度。 Lf是自由空间中的路径损耗,其中发射(Tx)天线和接收(Rx)天线之间的距离为d,可以计算为 链路预算分析考虑了通信链路中的所有增益和损失,包括发射机输出的射频功率、发射天线增益、路径损耗、接收天线增益、接收机噪声系数等。一些因素和设计选择,如传播路径长度、信号极化和天线馈线,会降低信号质量,而功率放大器和天线尺寸等因素则可以增加传输信号强度。所需要的参数如下表所示 链路预算分析的应用与注意事项链路预算分析在无线通信系统设计中具有广泛的应用,包括:保证通信质量:通过链路预算,工程师可以预估信号传输的效果,确保系统在传输过程中不会因为信号不足而导致通信质量下降。 基站间距设计:链路预算帮助评估基站的合理部署密度,确保覆盖均匀,减少信号死角。 频段选择:由于不同频段的路径损耗不同,链路预算在设计中需要考虑频率对路径损耗的影响,从而选择合适的频段进行通信。 网络容量与服务质量:在高用户密度场景下,链路预算可以帮助计算小区信号需求,保证用户在基站信号覆盖范围内能稳定上网、打电话。 链路预算分析的注意事项解调门限:解调门限是链路预算的重要参数之一,需要结合规划地区的具体场景采用链路级仿真或设备实际测试的方法获取。 上下行链路覆盖能力:由于受手机发射功率的限制,某些系统的覆盖通常由上行链路决定。因此,在链路预算分析中需要特别关注上行链路的覆盖能力。 不同业务的覆盖能力:在密集城区和一般市区,通常受限于特定业务(如CS64kbit/s业务),因而无线网络规划时往往将该业务定为目标业务。在链路预算分析中需要考虑不同业务的覆盖能力需求。 参考文献 [1] A. Iqbal, M. Al-Hasan, I. B. Mabrouk and M. Nedil, "A Compact Implantable MIMO Antenna for High-Data-Rate Biotelemetry Applications," in IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 70, no. 1, pp. 631-640, Jan. 2022, doi: 10.1109/TAP.2021.3098606.来源:微波工程仿真

未登录
还没有评论
课程
培训
服务
行家
VIP会员 学习计划 福利任务
下载APP
联系我们
帮助与反馈