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覆盖24-42GHz的集成双极化标量喇叭天线
材料来源:《微波杂志》2018年5/6月号           录入时间:2018/5/22 10:13:30

覆盖24-42GHz的集成双极化标量喇叭天线

Integrated Dual Polarized Scalar Horn Antenna Covers 24–42 GHz

在开发5G毫米波硬件的角逐中,要跟上时代的步伐就需要测量天线性能的准确、高效的工具。SAGE Millimeter的SAF-2434231535-358-S1-280-DP是双极化、标量、馈源喇叭天线组件,覆盖从24到42GHz的所有5G频段。集成的正交模转换器(OMT),当天线作为接收器时产生正交波分量,当天线作为发射器时提供全极化捷变。这两种模式都获益于中频增益15dBi、35dB端口隔离和35dB交叉极化抑制。

极化多样性

作为接收器时(图1),天线组件可与一对下行变换器相结合,后者由公共本地振荡器(LO)驱动。该下行转换信号被馈送到矢量信号分析仪或双通道示波器来同时分解横向和纵向波分量及其相位关系,并提供极化信息。作为信号源时(图2),天线可与一对上行转换器结合,后者由公共LO馈送并由矢量信号发生器驱动。这种配置可以生成任意线形、圆形或椭圆形极化。

图1:接收信号的幅度和极化可以用两个下行转换器、一个公共LO和矢量信号分析仪来确定。

图2:可调幅度和极化的信号可由两个上行转换器、一个公共LO和矢量信号发生器产生。

与切换天线和其他硬件来改变极性和频率的最常用方式相比,采用电子方式进行调整可以得到高度重复的结果。因此,集成天线节省时间和成本,避免额外的天线、电缆、固定装置和电子元件。

双极化天线组件的应用包括对移动的和固定的天线进行表征以及对复杂环境中的传播效应进行测量。这类评估对于最大限度地提高5G系统在整个运行范围中的性能至关重要。馈源的双极化和宽带宽也非常适合于先进的频率捷变雷达系统和高速数据通信。

性能一致性

E平面和H平面的天线模式在整个运行谱内的旁瓣电平低于模式-25dB(图3)。馈源在有限尺寸和吸收特性的消声室中获得了良好的静区性能,使之成为成本敏感天线的不错选择。对于无论E平面和H平面,天线的3dB波束宽度在35度匹配。OMT端口的返回损耗优于20dB,通常为25至30dB(图4)。

图3:从24到42GHz,天线通常达到15dBi的增益和35度的3dB波束宽度。

图4:OMT端口之间的低交叉极化和高隔离度可良好控制天线的发送和接收极化。

天线采用镀金的铝和黄铜构造,工作温度范围为-40°C到+85°C。两端口都是标准WR28波导,带有UG-599/U法兰和4-40螺纹孔。组件的总长度为104毫米。喇叭的最大直径是40.6毫米。

集成解决方案

良好的交叉极化抑制对精确控制天线极化非常重要,这依赖于OMT和标量喇叭的构造的高度对称以及这些部件之间具有最小的机械间隙或错位。天线作为一个集成组件,其性能得以最大化,使用户避免了一系列艰苦的工作,包括单独购买馈源喇叭和OMT、然后精确装配、在校准天线范围内进行测试以及为优化性能进行调整。

为了满足测试和测量的宽范围需要,天线可与各种现成的组件进行组合,包括信号源、可变衰减器、移相器、变频器、滤波器和定制的仪表。天线可以结合介质透镜或Cassegrain(卡塞格林)反射镜来实现雷达和通信应用中的高增益。

SAGE Millimeter Inc., Torrance, Calif.

www.sagemillimeter.com


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