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加载差分馈电的双极化磁电偶极子天线阵列

唐力 王志辉 赵鲁豫

唐力, 王志辉, 赵鲁豫. 加载差分馈电的双极化磁电偶极子天线阵列[J]. 电子与信息学报. doi: 10.11999/JEIT260505
引用本文: 唐力, 王志辉, 赵鲁豫. 加载差分馈电的双极化磁电偶极子天线阵列[J]. 电子与信息学报. doi: 10.11999/JEIT260505
TANG Li, WANG Zhihui, ZHAO Luyu. A Dual-polarized Magnetoelectric Dipole Antenna Array with Differential Feeding[J]. Journal of Electronics & Information Technology. doi: 10.11999/JEIT260505
Citation: TANG Li, WANG Zhihui, ZHAO Luyu. A Dual-polarized Magnetoelectric Dipole Antenna Array with Differential Feeding[J]. Journal of Electronics & Information Technology. doi: 10.11999/JEIT260505

加载差分馈电的双极化磁电偶极子天线阵列

doi: 10.11999/JEIT260505 cstr: 32379.14.JEIT260505
详细信息
    作者简介:

    唐力:男,高级工程师,主要研究方向为阵列设计,机电一体化

    王志辉:男,硕士生,主要研究方向为天线测试与微波测量

    赵鲁豫:男,博士,教授,主要研究方向为多天线系统,天线阵列,天线测量

    通讯作者:

    赵鲁豫 lyzhao@ahu.edu.cn

  • 中图分类号: TN92

A Dual-polarized Magnetoelectric Dipole Antenna Array with Differential Feeding

  • 摘要: 随着5G毫米波通信系统对终端天线高增益、宽波束扫描及高信道容量的需求,本文针对兼具宽频带与稳定辐射特性的磁电偶极子天线,提出并设计了一种加载差分馈电的双极化天线阵列。旨在通过差分馈电结构抑制共模干扰、实现低交叉极化特性,并解决差分天线与单端射频电路的高效集成问题。本文首先设计了一种基于带状线-缝隙-带状线的叠层差分馈电巴伦。该巴伦采用T型缝隙-微带转换结构,实现了单端信号至差分信号的高效、宽带转换,为后续天线设计提供了良好的馈电基础。在此基础上,完成了单极化差分馈电磁电偶极子天线的设计与性能验证。进而,将研究扩展至双极化阵列。通过优化双极化差分馈电单元结构,并合理规划阵列排布,最终研制了一款1×4双极化差分馈电磁电偶极子天线阵列。该设计有效平衡了宽频带、宽角波束扫描与高集成度等多重性能指标。结果表明,所提出的阵列方案能够满足5G毫米波终端对高性能天线模组的要求,为相关工程应用提供了一种有效的技术路径。
  • 图  1  串联型和并联型SMLT

    图  2  馈电巴伦整体结构图

    图  3  在奇模和偶模激励下的信号传输路径

    图  4  微带线与缝隙相交处电场示意图

    图  5  馈电巴伦S参数结构

    图  6  两端口相位差结果

    图  7  差分馈电磁电偶极子天线单元

    图  8  差分天线S参数曲线

    图  9  天线单元仿真方向图对比

    图  10  26 GHz频点处电流与电场分布

    图  11  差分馈电磁电偶极子天线单元结构图

    图  12  差分天线结合馈电巴伦S参数曲线

    图  13  差分天线结合馈电巴伦结构图

    图  14  结合馈电巴伦的差分磁电偶极子天线S参数

    图  15  结合巴伦差分馈电天线E、H面方向图结果

    图  16  1×4差分馈电磁电偶极子天线阵列结构图

    图  17  1×4差分馈电磁电偶极子天线阵列端口S参数

    图  18  1×4差分馈电磁电偶极子天线阵列在不同波束扫描角度下的仿真辐射方向图

    图  19  天线实物与测试环境

    图  20  S参数实测结果

    图  21  实测辐射方向图

    图  22  隔离度随扫描角的变化图

    表  1  天线尺寸结构参数表(mm)

    参数 L5 L6 W4 D2 D3 D4 Dvia
    尺寸 1.5 2.4 0.6 0.6 1 0.6 0.3
    下载: 导出CSV

    表  2  本文工作与其他工作对比

    参考文献 单元个数 工作频段(GHz) 最大增益(dBi) 隔离度(dB) 扫描角度
    [7] 8×8 24.25–29.5 18 20 /
    [11] 1×4 24.4–28.9
    34.2–43.4
    10.52 17 +60°/±53°
    [12] 1×4 24.15–27.52
    36.7–40.22
    10.2 12 +45°/±30°
    [15] 2×2 25–30 10 16 ±40°
    本文 1×4 25–29.4
    25–27.7
    11 23 +60°
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 修回日期:  2026-06-15
  • 录用日期:  2026-06-15
  • 网络出版日期:  2026-06-19

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