目前有限的傳統(tǒng)2G/3G/LTE頻譜資源中,頻譜資源的擁擠程度日益嚴重,拓展5G頻譜資源為大勢所趨。天線作為無線通信系統(tǒng)中的關鍵器件,決定了無線通信的工作帶寬、覆蓋范圍和傳輸速率。因此,用于第五代移動通信的高性能天線研究就具有廣泛的實用價值和現(xiàn)實意義。5G時代,單個天線已經不足以支撐高速率無線通信了,兩種基站天線新技術——大規(guī)模多輸入多輸出技術（Massive Multiple Input Multiple Output,Massive MIMO）和毫米波技術（Millimeter Wave,mmWave）備受矚目。一方面,Massive MIMO天線系統(tǒng)天線單元數(shù)量龐大,其后端控制電路復雜,集成密度高,留給天線的空間有限,這使得單天線設計低剖面小型化設計尤為重要。另一方面,2019年11月22日,世界無線電通信大會2019（World Radiocommunication Conference 2019,WRC-19）在埃及沙姆沙伊赫召開,此次會議敲定了應用于5G網(wǎng)絡的毫米波頻段,為24.25-27.5GHz、37-43.5GHz、45.5-47GHz、47.2-48.2和66-71... 

【文章來源】：深圳大學廣東省

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

G手機天線[3]

面向第五代移動通信的低剖面寬頻天線研究與設計2前關于5G天線的研究熱點多在于5G微基站天線單元。圖1-15G手機天線[3]5G無線通信系統(tǒng)在室外面對密集的人員流動，為了保證高速率傳播，5G基站需要使用MassiveMIMO技術。但對于5G室內應用，MassiveMIMO天線就顯得過于龐大冗余，所以應用MIMO技術的5G微基站就是一種相對靈活且折中的選擇。圖1-2MIMO天線測試臺[6]1.2.1單極化天線MassiveMIMO大陣列對天線后端電路要求較高，但天線單元結構相對簡單，而各大學實驗室所提出的的5G微基站天線則各具特色。2018年，WenxingAn提出通過利用四種諧振模并存實現(xiàn)微帶天線的擴頻[7]，如圖1-3所示，這個僅有0.06的低剖面5G天線(為中心頻率)還能產生較寬的58.3%的相對帶寬，絕對帶寬為2.84-5.17GHz，覆蓋Sub-6GHz的5G頻段。通過利用橢圓形輻射貼片中心的橢圓圈形槽縫，在3.05GHz單波長模式諧振，3.75GHz半波長模式諧振，4.55GHz單波長模式諧振，4.9GHz半波長諧振模式，四個諧振點相互靠近又不重疊。在橢圓形輻射貼片前后加的折疊墻，能夠幫助天線更好阻抗匹配，最終使4個諧振點能產生寬帶寬性能。

面向第五代移動通信的低剖面寬頻天線研究與設計3圖1-3低剖面寬頻5G天線[7]其他單極化的5G天線還有使用單偶極子做寬帶天線。如圖1-4(a)所示，該天線[8]通過外部蜿蜒曲折延長有效電流長度，將諧振點移至低頻，保證低頻帶寬覆蓋，雖然蜿蜒結構會導致該部分等效感抗增加，但在通過Y形輻射貼片內部刻L形縫、加三叉戟形饋電等一系列優(yōu)化，最終得以實現(xiàn)41.8%的寬帶。而至于圖1-4(b)則是通過調整微帶饋電線實現(xiàn)的頻率可重構天線的高隔離度MIMO系統(tǒng)，天線單元陣列呈十字形放置，相鄰單元互相垂直，單元之間隔離度提高。(a)(b)圖1-4單偶極子5G天線，(a)用于Wi-Fi、WiMAX和5G的Y形單偶極子天線[8]，(b)頻率可重構5G天線的MIMO系統(tǒng)[9]1.2.2雙極化天線多系統(tǒng)寬頻覆蓋和低剖面5G雙極化天線在學術論文里較為常見。寬帶寬盡可能地覆蓋2G/3G/4G/5G等多系統(tǒng)，可以不需要一個系統(tǒng)對應一個天線，能達到減小微基站尺寸目的。而低剖面特性能給后端系統(tǒng)電路留出更多空間，能進一步減少微基站尺寸，也是一個研究熱點。交叉偶極子天線作為常見的雙極化天線，因其結構簡單，可塑性強，能通過不同技術產生寬頻特性或陷波特性等，各種5G交叉偶極子被先后提出，如圖1-5。

【參考文獻】：
碩士論文
[1]5G背景下陣列天線的研究與設計[D]. 樊文君.南京郵電大學 2019
[2]基片集成波導接口研究[D]. 彭小瑩.東南大學 2015



本文編號：2943943