【摘 要】
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随着5G毫米波可用频段的提出,研究者对毫米波通信系统的研究越来越多。本论文研究设计了24.25GHz-27.5GHz频段的毫米波天线,天线性能良好,可满足毫米波基站天线要求。其主要的研究内容包括:1.提出了一款应用于26GHz的多层方形贴片结构缝隙耦合的毫米波双极化微带天线。该天线通过双H缝隙实现双极化,双层贴片引入多频点实现宽带,加工实测天线VSWR＜2的可用带宽为22.61GHz-31.61G
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随着5G毫米波可用频段的提出,研究者对毫米波通信系统的研究越来越多。本论文研究设计了24.25GHz-27.5GHz频段的毫米波天线,天线性能良好,可满足毫米波基站天线要求。其主要的研究内容包括:1.提出了一款应用于26GHz的多层方形贴片结构缝隙耦合的毫米波双极化微带天线。该天线通过双H缝隙实现双极化,双层贴片引入多频点实现宽带,加工实测天线VSWR＜2的可用带宽为22.61GHz-31.61GHz,带内隔离度均高于26d B,增益为4.88d Bi±0.8d Bi,交叉极化比为20±2d B,E面波束宽度可达130°。2.提出一款应用于26GHz缝隙耦合±45°双极化微带天线。该天线通过接地金属结构通过引入电感调节天线的阻抗匹配,通过多层贴片引入多个谐振点实现宽带。经过仿真,天线VSWR＜1.5的可用带宽为24.19GHz-28.61GHz,带内隔离度均高于28.15d B,增益为5.38d Bi±0.26d Bi,交叉极化比高于18d B,可满足毫米波基站天线单元设计要求。并以该单元为基础设计了一款1×16的阵列天线,该阵列天线在VSWR＜1.5的阻抗带宽为23.88GHz-28.30GHz,频带内增益均高于17d Bi,隔离度良好,在毫米波通信频段24.25GHz-27.5GHz内,实现±45°扫描,且交叉极化比高于13d B,满足毫米波微基站天线的要求。3.提出了一款26GHz多层馈电结构缝隙耦合的高隔离度双极化微带天线,该天线采用馈电结构分层的方式实现高隔离度特性,通过调节缝隙长度和双层贴片长度以实现阻抗匹配。天线VSWR＜2的工作带宽24GHz-28.5GHz,带内端口隔离度高于47d B,增益可达5.5d Bi±0.3d Bi。4.提出了一款26GHz差分馈电多层环形贴片的宽带高隔离度双极化微带天线,该天线通过差分馈电网络将能量耦合至双层环形贴片,通过调节环形贴片大小来展宽阻抗带宽。经仿真,天线VSWR＜1.5的工作带宽为24.15GHz-28.41GHz,带内隔离度高于40d B,增益高于7d Bi,交叉极化比高于28.5d B。并以此为单元,设计了一款8×8阵列天线,经过优化阵元间距,该阵列天线在其工作频段内具有较好的辐射特性,可满足毫米波基站通信要求。
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