一种改进的有源集成天线设计方法

杨思磊 金荣洪 耿军平 柳良 王堃 丁子恒 周晗 樊婷婷

（上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海 200240）

引 言

随着通信技术的广泛应用以及频谱资源的日趋紧张，人们对高性能无线传输的需求日益迫切，急需高性能高集成的多频多功能系统.有源天线和传统无源天线相比，具有宽频带、高增益和小型化等诸多优势，受到射频研究者的广泛关注.

目前已有很多人在有源集成天线方面做了很多有价值的研究和设计[1-8].文献[4-5]中，通过多模块化仿真，独立设计了超宽带天线和有源电路，实现了超宽带有源集成天线设计，大幅提高了宽带无源天线的增益和信噪比.文献[6-8]采用一体化协同设计的方法，通过巧妙设计有源电路和天线的级联端口阻抗，将天线和电路直接级联，得到了紧凑的有源集成天线，并提升了系统的可靠性.上述设计中，由于有源电路的引入，使得有源集成天线的仿真设计方法变得更为复杂.目前有源集成天线的仿真设计方法主要包括：基于等效电路的场路协同仿真方法和基于多模块散射参数的场路协同方法.基于等效电路的场路协同仿真方法借助等效电路模型能够对有源集成天线在电路环境下进行全局求解，但是电路环境下不能对有源集成天线的远场辐射特性进行验证.基于多模块散射参数的场路协同方法往往是把天线和无源电路等模块在电磁场仿真软件中计算，然后封装成多端口网络……