1 江苏大学 电气信息工程学院，江苏 镇江 212013
2 中国电子科技集团公司第五十五研究所，江苏 南京 210016
本文提出了一种基于 CMOS 0.18 μm工艺的改进型高响应度太赫兹探测器线阵，各探测像素单元由高增益片上天线、高耦合度差分自混频功率探测电路和集成电压放大器组成。其中，差分探测电路利用源极差分驱动场效应管的交叉耦合电容，将太赫兹差分信号耦合至场效应管的栅极与源极，增强场效应管沟道内自混频太赫兹信号的强度，实现高响应度。其次，该探测器配备高增益片上环形差分天线与集成电压放大器，可有效放大混频后的信号，进而提高系统信噪比，最终达到增强探测器响应度的目的。探测器1 × 3线阵系统充分利用CMOS工艺多层结构的特点，将电压放大器布置在天线地平面下方，提高了芯片面积的利用率，有效降低了制作成本，整个系统的面积为0.5 mm2。测试结果表明，当场效应管的栅极偏置为0.42 V时，该探测系统对0.3 THz辐射信号的电压响应度（Rv）最大可达到43.8 kV/W，对应的最小噪声等效功率（NEP）为20.5 pW/Hz1/2。动态测试结果显示该探测器可对不同材质的隔挡物进行区分。
互补金属氧化物半导体 太赫兹 探测器 宽带天线 高响应度 CMOS THz detector broadband antenna high responsiveness
1 青岛大学 电子信息学院
2 青岛大学 物理科学学院, 山东青岛 266071
设计了一种适用于 2G/3G/4G/5G移动通信的小型宽带 ±45 °双极化基站天线。该天线由 2对偶极子辐射片、2条微带馈线和 1块反射板组成, 辐射臂和微带馈线采用双面印刷工艺印刷在 0.8 mm厚的 FR4板, 并固定放置于开有圆形槽的反射板上。对天线实物进行加工测试, 测试结果表明, 端口 1工作频段为 1.82~3.60 GHz, 端口 2工作频段为 1.64~3.41 GHz; 工作频段内, 反射系数小于-10 dB, 端口隔离度优于 18 dB; 交叉极化比在视轴方向大于 17 dB, ±60 °方向大于 15 dB; 半功率波束 65 °左右, 前后比优于 18 dB, 测试和仿真结果较吻合。所设计天线带宽宽, 尺寸小, 且制作工艺简单, 成本低廉, 适合批量生产, 应用于 5G移动通信基站中。
基站天线 5G天线 双极化天线 宽带天线 小型天线 base station antenna 5G antenna dual-polarized antenna broadband antenna miniaturized antenna 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(7): 921
1 上海电力大学 电子与信息工程学院，上海 201306
2 中电科微波通信(上海)有限公司，上海 201802
为满足高速率无线通信对超宽带(UWB)传输的要求，该文设计了一种高隔离度超宽带多输入多输出(MIMO)槽天线。天线采用共面波导(CPW)馈电，印制在相对介电常数为4.4的FR4介质基板上。通过对天线地板切角，天线实现了良好的阻抗匹配。实测阻抗带宽为2.88~11.18 GHz，相对带宽达118.1%。为了降低耦合度，两个辐射单元间采用中和线结构，实现了天线的高隔离度。实验表明，在工作频带内，天线的端口隔离度大于20 dB，包络相关系数(ECC)小于0.002，分集增益(DG)大于9.996 dB，分集性能良好，该天线适用于超宽带无线通信系统。
超宽带天线 共面波导馈电 中和线 槽天线 高隔离度 MIMO天线 ultra wideband antenna coplane waveguide feed neutralization line slot antenna high isolation MIMO antenna
西南交通大学 电气工程学院, 四川 成都 611756
该文介绍了一种使用缺陷地结构的小型化超宽带天线, 其尺寸为29 mm×31.5 mm×1.6 mm, 该天线采用正六边形金属贴片作为天线辐射贴片。通过在介质板上引入开口谐振环, 产生了新的工作谐振频段, 并进一步拓宽了天线的工作频段。通过在辐射贴片上加载“十字形”分支结构, 使电流路径改变, 从而改善天线的宽带辐射特性。测试结果表明, 该天线反射系数<-10 dB的频段为3.0~19.3 GHz。
超宽带天线 小型化天线 开口环 UWB antenna miniaturized antenna split resonance ring
辽宁工程技术大学电子与信息工程学院, 辽宁 葫芦岛 125105
为实现对双陷波超宽带(UWB)天线的精准神经网络建模,提出了一种利用改进的果蝇算法(FOA)优化广义回归神经网络(GRNN)的建模方法。该方法通过扩大果蝇搜索范围,在味道判定公式中引入调整项来实现果蝇算法的改进,并用改进后的果蝇算法优化GRNN的光滑因子。这样可以避免果蝇算法陷入局部最优,提高模型预测精度。将该方法用于双陷波超宽带天线模型的建立中,并对天线的S11参数和电压驻波比VVSWR参数进行预测。结果表明,相比于FOA-GRNN建模方法和GRNN建模方法,S11参数的最大相对误差分别减小了91.08%和99.14%;VVSWR参数的最大相对误差分别减小了98.36%和99.18%,使超宽带天线建模精度得到提高,验证了该方法的可行性。
光计算 广义回归神经网络 双陷波超宽带天线 果蝇算法 局部最优 光滑因子 激光与光电子学进展
2021, 58(4): 0420001
1 电子科技大学 电子工程学院, 四川 成都 611731
2 中国工程物理研究院 微系统与太赫兹研究中心, 四川 成都 610200
提出了一种新颖的対拓Vivaldi天线。该天线的辐射耀斑用新的复合指数曲线修正。为改善天线的辐射特性(增益, 波束偏离和交叉极化), 采用了一个新的引向器, 该引向器由两个混合椭圆金属贴片构成。测试结果表明该天线在1~40 GHz频率范围内增益>0 dBi, 并且在15~40 GHz频段内天线的增益>12 dBi。在3~40 GHz频率范围内, E面的波束偏离小于3°, 并且在15~40 GHz不超过2°。
対拓Vivaldi天线 宽带天线 引向器 毫米波天线 antipodal Vivaldi antenna, wide band antenna, dire 红外与毫米波学报
2017, 36(2): 2017
1 哈尔滨工业大学 电子与信息工程学院, 哈尔滨 150001
2 黑龙江大学 机电工程学院, 哈尔滨 150080
射频爆磁压缩发生器作为一次性电磁脉冲产生和辐射的小型化装置，其辐射天线的结构和性能是其在实用化层面亟待突破的瓶颈。针对这一问题，深入研究了射频爆磁压缩发生器产生和辐射电磁脉冲的机理，并在此基础上，提出了一种适于实际需求的射频爆磁压缩发生器小型化共形天线。此共形天线设计成爆磁压缩发生器本体的一部分，在结构方面保证了该装置的小型化和实用性。CST仿真和实物测试结果表明，此共形天线在0.5 GHz到10.3 GHz的频带上具有良好的辐射特性，在辐射性能方面同样可以满足射频爆磁压缩发生器实用性的需求。
电磁脉冲 射频爆磁压缩发生器 辐射特性 共形天线 超宽带天线 electromagnetic pulse radio frequency explosive magnetic flux compressio radiation characteristics conformal antennas ultra-wideband antenna 强激光与粒子束
2017, 29(11): 115004
1 天津理工大学中环信息学院, 天津 300380
2 北京理工大学信息与电子学院, 北京 100081
3 61336部队, 北京 100094
研究了一种具有良好工作性能的微带-喇叭组合右旋圆极化天线, 首先设计了一种双层宽带圆极化微带天线结构, 同时满足电压驻波比(VSWR)≤2, 轴比(AR)≤4 dB的频带宽度(Bw)≥ 24%, 主极化增益大于 9 dBi; 通过引入角锥喇叭结构, 在工作频带内将天线增益提高到 12 dBi以上, 同时不影响原天线的其他性能。为更好了解微带-喇叭组合右旋圆极化天线的性能, 并快速而准确地设计该天线结构, 对天线主要几何参数进行了适当分析和研究。
宽带天线 高增益天线 微带天线 组合天线 broadband antenna high gain antenna microstrip antenna combined antenna 太赫兹科学与电子信息学报
2016, 14(6): 917
1 清华大学工程物理系, 北京 100084
2 粒子技术与辐射成像教育部重点实验室, 北京 100084
主动式毫米波成像为人体安检提供了一种安全、有效的技术手段, 对进一步提高成像分辨力和成像质量, 发展宽带高频的毫米波成像系统具有重要意义。为此建立了一个宽带高频的主动式亚毫米波全息成像系统, 其发射天线的工作频率在 280 GHz~320 GHz范围, 使用外差混频技术直接测量得到全息数据, 对其进行重建后得到目标反射率图像。同时测试了系统的工作性能, 得到了距离向和方位向分辨力以及系统的信噪比和噪声等效反射率差, 距离向分辨力小于4 mm, 方位向分辨力为 2.5 mm×2.5 mm, 均接近分辨力的理论值。此外利用该系统的宽带特性研究了带宽对毫米波全息成像的影响, 宽带成像除提高距离向分辨力外还有效地抑制了散斑效应。
亚毫米波 宽带天线 外差混频技术 全息成像 submillimeter-wave wideband antennas heterodyne mixing technique holographic imaging 太赫兹科学与电子信息学报
2016, 14(6): 833
提出了一种适用于工业、科学、医学(ISM)频段的六边形缝隙天线的设计方法，采用基于全波分析矩量法的电磁场仿真软件进行分析，结果表明，与传统的正方形缝隙天线相比，天线的阻抗带宽由30%增加到了48.5%(|S11|<-10 dB)。进行了天线S 参数测量，对天线通带起始频率5.24 GHz、谐振频率5.8 GHz和截止频率8.59 GHz三处频点的方向图进行了测量，测量结果和仿真结果一致，为拓展微带贴片天线带宽提供了一种新颖的方法。
微带缝隙天线 宽带天线 功率合成 微波输能 microstrip slot antenna broadband antenna power combining microwave powertransmission 太赫兹科学与电子信息学报
2016, 14(2): 245
