基于滤波天线单元的Sub 6GHz跨频段移动终端MIMO天线阵的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61901126
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.5万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0119.电磁场与波
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Cross-band MIMO antenna array, which consists of several Sub 6GHz MIMO antennas with different operation bands, will be applied in both base stations and mobile terminals for future wireless communication systems to achieve the desired wide and deep coverage, and enhance the spectral efficiency and data rate. To design a Sub 6GHz cross-band MIMO antenna array for mobile terminal application, broadband co-frequency mutual coupling among the antenna elements with the same operation frequencies, should be weaken, and there are also several new technology problems need to be solved, such as reduction of cross-band mutual coupling among the antenna elements operating at different bands and elimination of radiation shielding. Based on the filtering antenna without additional filter circuit, in the project, the new fusion design method of antenna and filter is studied by doing more in-depth researches on harmonic suppression and radiation null technologies, simultaneously, so as to achieve a good filtering antenna response with high out-of-band radiation suppression level and good frequency selectivity. To stabilize the in-band performance of filtering antenna, the optimum combinations of the resonance-mode control method and the filter-loading method are studies, and the broad operation band and compact antenna size can be realized too. Cross-band Sub 6GHz MIMO antenna array is designed based on several kinds of filtering antenna elements having different operation bands, and the research on cooperation methodology of electromagnetic coupling will be carried out to realize the broadband co-frequency decoupling. The feature of out-of-band radiation suppression of the filtering antenna element is utilized to reduce the cross-band mutual coupling. Based on that, the reasonable arrangement for the antenna elements with different working frequencies and orthogonal polarizations is investigated to avoid the radiation shielding, leading to enhancement of the performance of the cross-band Sub 6GHz mobile terminal MIMO antenna array, and the requirements of the future wireless communication systems can be meet.
未来无线通信系统的基站和移动终端均布局多个工作频率不同的Sub 6GHz MIMO天线组成的跨频段MIMO天线阵,以实现良好的广覆盖和深度覆盖,提高频谱利用率和数据率。设计移动终端Sub 6GHz跨频段MIMO天线阵,要实现宽带同频去耦,还需解决异频解耦、去辐射“遮挡”效应等新难题。本项目以无需额外滤波电路的滤波天线为切入点,从谐波抑制和辐射零点技术两方面展开研究天线和滤波的新型融合设计方法,实现天线的良好带外辐射抑制和频率选择性; 研究谐振模控制技术和滤波加载技术的最优组合,稳定滤波天线带内性能,实现天线宽带化和小型化;以滤波天线构造跨频段MIMO天线阵,通过磁电耦合二维协同实现宽带同频去耦,利用滤波天线的带外辐射抑制能力降低异频耦合。在此基础上,利用异频天线单元间相互垂直的极化及合理的排布方式降低异频单元间的 辐射“遮挡”效应,提高跨频段MIMO天线阵的性能,满足未来移动通信的要求。

结项摘要

目前,为实现良好的广覆盖和深度覆盖,提高频谱利用率和数据率,在无线通信系统的基站和移动终端均布局多个工作频率不同的Sub 6GHz MIMO天线组成的跨频段MIMO天线阵是一个可行的方案。设计移动终端Sub 6GHz跨频段MIMO天线阵,要实现宽带同频去耦,还需解决异频解耦、去辐射“遮挡”效应等技术难题。本项目以无需额外滤波电路的滤波天线为切入点,从谐波抑制和辐射零点技术两方面展开研究天线和滤波的新型融合设计方法,实现天线的良好带外辐射抑制和频率选择性; 研究谐振模控制技术和滤波加载技术的最优组合,稳定滤波天线带内性能,实现天线宽带化和小型化;以滤波天线构造跨频段MIMO天线阵,通过磁电耦合二维协同实现宽带同频去耦,利用滤波天线的带外辐射抑制能力降低异频耦合。在此基础上,利用异频天线单元间相互垂直的极化及合理的排布方式降低异频单元间的 辐射“遮挡”效应,提高跨频段MIMO天线阵的性能,满足移动通信系统的要求。此外,在上述研究的基础上,课题组开展了吸收性滤波天线的研究,此类滤波天线可以克服传统滤波天线中存在的带外反射波对系统造成的不稳定。. 经过三年的研究,课题组超过预期计划地完成了项目的指标要求,在国际上有影响的SCI检索的学术刊物14篇论文,包括2篇TOP期刊(IEEE Transactions on Antennas and Propagation)和2篇 SCI 二区期刊论文, 在有影响的国际会议(EI检索论文集)上发表3篇论文,申请7项发明专利,其中获得授权的发明专利4项;培养硕士研究生5名。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(6)
Omnidirectional Circularly Polarized Antenna Based on Counter-Wound Helices
基于反绕螺旋的全向圆极化天线
  • DOI:
    10.1109/tap.2021.3061011
  • 发表时间:
    2021-03
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Antennas and Propagation
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Hu Zhenxin;Lin Wei;Chen Zhuozhu;Wang Wenwei;Wang Shiyan;Li Jianfeng;Al-Sheikh Ali
  • 通讯作者:
    Al-Sheikh Ali
A Triband Patch Antenna with Monopole-like and Patch-like Radiation Patterns for Multifunctional Wireless Systems
用于多功能无线系统的具有类单极和类贴片辐射模式的三频贴片天线
  • DOI:
    10.1155/2020/3268729
  • 发表时间:
    2020-06
  • 期刊:
    International Journal of Antennas and Propagation
  • 影响因子:
    1.5
  • 作者:
    Hai-Na Song;Zhao-Hui Chen;Jian-Feng Li
  • 通讯作者:
    Jian-Feng Li
Wideband circularly polarized dipole antenna with loaded directors and stable radiation pattern
带负载导向器和稳定辐射方向图的宽带圆极化偶极子天线
  • DOI:
    10.1002/mop.33308
  • 发表时间:
    2022-05
  • 期刊:
    Microwave and Optical Technology Letters
  • 影响因子:
    1.5
  • 作者:
    Kai T. Yang;Dong Q. Fu;Liang H. Ye;Xinrong Shi
  • 通讯作者:
    Xinrong Shi
Wideband dual‐polarized antenna with high isolation for full‐duplex application
宽带双极化天线,具有高隔离度,适合全双工应用
  • DOI:
    10.1002/mop.33322
  • 发表时间:
    2022-09
  • 期刊:
    Microwave and Optical Technology Letters
  • 影响因子:
    1.5
  • 作者:
    Duo‐Long Wu;Wen J. Zhu;Kang Y. Yang;Liang H. Ye;Jian‐Feng Li
  • 通讯作者:
    Jian‐Feng Li
A Stacked Patch Antenna With Broadband Circular Polarization and Flat Gains
具有宽带圆极化和平坦增益的堆叠贴片天线
  • DOI:
    10.1109/access.2021.3059948
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    IEEE Access
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    吴艳杰;丁康;温坤华;吴多龙;李健凤
  • 通讯作者:
    李健凤

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其他文献

PROXIMITY-FED MIMO ANTENNA WITH TWO PRINTED IFAS AND A WIDEBAND T-SHAPED NEUTRALIZATION LINE
具有两个印刷 IFAS 和宽带 T 形中和线的接近馈电 MIMO 天线
  • DOI:
    10.2528/pierm11091509
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    Progress in Electromagnetics Research M
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    李健凤;褚庆昕
  • 通讯作者:
    褚庆昕
A Compact Dual-Band MIMO Antenna of Mobile Phone
一种紧凑型双频MIMO手机天线
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    Journal of Electromagnetic Waves and Applications
  • 影响因子:
    1.3
  • 作者:
    李健凤;褚庆昕
  • 通讯作者:
    褚庆昕
一种利用两个弯曲裂缝的小型宽带MIMO天线
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Antennas and Propagation
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    褚庆昕;李健凤
  • 通讯作者:
    李健凤
Tri-band four-element MIMO antenna with high isolation
高隔离度三频四元件 MIMO 天线
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    Progress in Electromagnetics Research C
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李健凤;褚庆昕;郭兴鑫
  • 通讯作者:
    郭兴鑫

其他文献

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基于深度机器学习和AI优化算法的、同异频可切换的小型多频全双工天线
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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