2.45 GHz有源集成天线设计：谐波抑制与性能优化

"本文介绍了一种2.45 GHz的有源集成发射天线设计，旨在满足现代无线通信系统的高性能需求。设计中，功率放大器与无源方形微带贴片天线直接集成，减少了传统50 Ω连接线的需求。功率放大器采用小信号S参数设计，最大输出功率可达30.1 dBm。天线的输入阻抗在谐波频率上设计为纯虚部，通过在方形辐射贴片对角线处开槽实现。这种方法在4.9 GHz频率时，反射系数|S11|大于-1.9 dB，有效抑制了二次谐波辐射。实测结果显示，该有源天线在无线通信发射系统中表现出良好的性能和实用性。" 该设计主要涵盖了以下几个关键知识点： 1. **有源集成天线**：这种天线将功率放大器与天线结构紧密结合，减少了外部组件，降低了系统复杂性和潜在的信号损失。 2. **功率放大器设计**：功率放大器使用小信号S参数进行设计，这是一种常见的微波电路分析方法，用于评估放大器的线性特性，包括增益、输入和输出阻抗等。最大输出功率30.1 dBm表明放大器具有较高的功率处理能力。 3. **贴片天线**：方形微带贴片天线是一种广泛应用于无线通信的结构，其小型化、宽带和易于集成的特点使其成为理想选择。天线的尺寸和形状调整可以改变其谐振频率和辐射特性。 4. **谐波抑制**：为了减少不必要的谐波辐射，天线的输入阻抗在谐波频率被设计为纯虚部，这通常通过在天线结构上添加特定的开槽或加载来实现。在4.9 GHz处的|S11|大于-1.9 dB，表明谐波辐射得到有效控制。 5. **阻抗匹配**：开槽的结构设计有助于优化天线与功率放大器之间的阻抗匹配，确保高效能量传输，减少反射并提高整体系统效率。 6. **电磁兼容性**：谐波抑制对于保持系统间的电磁兼容性至关重要，避免了谐波信号对其他设备的干扰，保证了无线通信系统的稳定运行。 7. **测试与分析**：实际测试验证了设计的有效性，证明该有源天线在无线通信发射系统中不仅可行，而且具有显著优势，表明了其在实际应用中的潜力。 此外，文章还提到了其他相关研究，如S波段极化可重构天线、多频段MIMO手机陶瓷天线、三频圆极化开缝天线以及新型悬置带状线带阻滤波器设计，这些都展示了无线通信领域的多样性和创新趋势。