作為導(dǎo)行電磁波和空間電磁波的關(guān)鍵轉(zhuǎn)換器件,天線(xiàn)在通信系統(tǒng)中扮演舉足輕重的角色。最近幾年,隨著互聯(lián)網(wǎng)+行業(yè)受?chē)?guó)家大力推動(dòng),通信用戶(hù)量與需求的與日俱增,因此,通信天線(xiàn)發(fā)展的要求也越來(lái)越多。一方面,天線(xiàn)的覆蓋面要盡量寬,以覆蓋更多通信用戶(hù)終端,這就要求設(shè)計(jì)天線(xiàn)在滿(mǎn)足工作寬帶寬增益高的情況下還要保證覆蓋面盡可能的寬。另一方面,由于低頻微波頻段的頻譜資源越來(lái)?yè)頂D,人們把研究目光轉(zhuǎn)向了頻譜資源更豐富的毫米波頻段。但是毫米波存在大氣吸收損耗大傳輸距離短的問(wèn)題,因此人們?cè)谠O(shè)計(jì)毫米波天線(xiàn)時(shí)盡可能地提高天線(xiàn)增益。2017年,中國(guó)工信部頒布了5G通信的低頻段為3.4-3.6GHz和4.8-5.0GHz,5G毫米波頻段24.75-27.5GHz,37-42.5GHz。本文所設(shè)計(jì)的天線(xiàn)基于以上的頻段。本文設(shè)計(jì)了面向5G的波束寬度可重構(gòu)雙極化天線(xiàn)、毫米波雙線(xiàn)極化/雙圓極化天線(xiàn)、應(yīng)用于5G毫米波的3D打印天線(xiàn)一共三款天線(xiàn),對(duì)應(yīng)提出低頻天線(xiàn)寬覆蓋面、毫米波天線(xiàn)高增益與低成本方案,從這些研究技術(shù)點(diǎn)出發(fā),本文首先回顧了5G通信時(shí)代的天線(xiàn)研究背景和意義,并且對(duì)中外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹,緊接著給出了磁電偶極子高階模諧振腔等... 

【文章來(lái)源】：深圳大學(xué)廣東省

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

(a)Y形饋電四折疊型偶極子雙極化天線(xiàn)(b)差分饋電雙極化天線(xiàn)

面向第五代移動(dòng)通信的雙極化寬頻天線(xiàn)研究與設(shè)計(jì)2Ding-LiangWen等人在2016年的文獻(xiàn)[2]提出了一種將兩個(gè)Y形饋線(xiàn)和四個(gè)折疊型偶極子結(jié)合的雙極化天線(xiàn)，阻抗匹配帶寬為1.7-2.25GHz（相對(duì)帶寬27.8%），可應(yīng)用于2G/3G通信頻段。他們接著在2017年的文獻(xiàn)[3]設(shè)計(jì)了一種利用十字形差分饋電結(jié)構(gòu)與在輻射貼片的附近添加附加環(huán)的雙極化天線(xiàn)，獲得52%更加寬的帶寬和優(yōu)于26.3dB的端口隔離度。另外，JinxinLi等人在文獻(xiàn)[4]通過(guò)引入非對(duì)稱(chēng)磁耦合結(jié)構(gòu)，使得雙極化天線(xiàn)端口隔離度在頻率2.35-2.8GHz內(nèi)高于45dB。HeHuang等人為了引入抗干擾特性，在文獻(xiàn)[5]中使用兩個(gè)正交偶極子和在饋電線(xiàn)附近放置C形附加片，實(shí)現(xiàn)了52.6%的寬帶寬，獲得2.27至2.53GHz的陷波帶，以覆蓋2G/3G/4G頻段。圖1-1(a)Y形饋電四折疊型偶極子雙極化天線(xiàn)(b)差分饋電雙極化天線(xiàn)圖1-2(a)磁耦合結(jié)構(gòu)雙極化天線(xiàn)(b)雙極化陷波天線(xiàn)B.Q.Wu等人于文獻(xiàn)[6]利用磁-電偶極子的方向圖互補(bǔ)的優(yōu)點(diǎn)，在K.M.Luk設(shè)計(jì)的寬帶磁電偶極子天線(xiàn)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出了一種寬帶雙極化天線(xiàn)。如圖1-3，該天線(xiàn)由兩條正交的г形饋電線(xiàn)、結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)的四塊金屬片和金屬柱組成的電磁偶極子和去蓋盒子形反射器組成，阻抗帶寬達(dá)到了67%(駐波比SWR<2)，有高隔離度（大于36dB）以及9.5dBi的平穩(wěn)增益，其輻射方向圖在整個(gè)頻帶范圍內(nèi)是穩(wěn)定的，可用于GSM1800(1.7-1.88GHz)，CDMA1900（1.85-1.99GHz）和TD-SCDMA(2.01-2.2025GHz)的移動(dòng)通

面向第五代移動(dòng)通信的雙極化寬頻天線(xiàn)研究與設(shè)計(jì)3信頻段。圖1-3雙極化磁電偶極子天線(xiàn)如今有不少研究人員將可重構(gòu)與磁電偶極子天線(xiàn)聯(lián)系在一起實(shí)現(xiàn)寬H面波束可重構(gòu)。YujianLi在文獻(xiàn)[7]設(shè)計(jì)一種地面折疊使H面波束拓寬的線(xiàn)極化偶極子天線(xiàn)。如圖1-4所示，通過(guò)適當(dāng)?shù)貙⑺椒较虻慕拥孛嫘纬稍贖平面方向（即xoz平面）的梯形折疊，就能拓寬H面的波束。要精準(zhǔn)調(diào)節(jié)H面波束寬度就需要再在兩個(gè)相垂直放的側(cè)壁高度做調(diào)整。該天線(xiàn)可以實(shí)現(xiàn)75度左右的E面波束寬度，在整個(gè)阻抗匹配頻帶寬實(shí)現(xiàn)波束寬度穩(wěn)定、前后比（F/B）較高和阻抗帶寬較寬的性能。但是這天線(xiàn)只覆蓋了2.37-3.76GHz的頻帶，其帶寬不能滿(mǎn)足5G新一代通信的需求，我們可以借鑒這種設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在此基礎(chǔ)上接著研究。圖1-4寬H面磁電偶極子天線(xiàn)結(jié)構(gòu)2015年，LeiGe在文獻(xiàn)[8]提出一種由磁-電偶極子和相位可調(diào)的一分三饋電網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的三元線(xiàn)性陣列，可應(yīng)用于基站中并且實(shí)現(xiàn)窄帶波束可重構(gòu)。如圖1-5該天線(xiàn)陣列可以通過(guò)改變中間的天線(xiàn)元的勵(lì)磁電流位相而擁有了波束寬度變窄和變寬的切換功能，而電流位相的改變又是由可重構(gòu)位相延遲器和一分三的功分器結(jié)合形成的微帶饋電網(wǎng)絡(luò)


本文編號(hào)：3515203