通信系統(tǒng)對帶寬的需求使得人們開始探索尚未被完全開發(fā)利用的毫米波頻段作為未來寬頻通信網(wǎng)絡的媒質。毫米波超寬的帶寬使得未來通信系統(tǒng)高容量高速率的Gigabit速率傳輸成為可能。但是隨著頻率升高路徑損耗嚴重,信號傳輸距離短。此外毫米波信道因為大氣吸收以及雨衰使得損耗進一步加劇,舉例來說,在60-GHz頻段損耗高達15dB/km。為了解決這一問題,在天線層面要求天線必須具備包括寬頻高增益等在內的一系列高性能指標。同時,傳統(tǒng)的平面印刷工藝（Printcircuitboard,PCB）并不能滿足毫米波天線的加工需求,更為穩(wěn)定和精細的加工技術例如低溫共燒陶瓷（Low temperature co-fire ceramics,LTCC）工藝,微加工工藝（Micro-fabrication）以及3-D打印技術成為了毫米波天線的主流加工技術。.本論文基于PCB,LTCC以及3-D 打印等工藝,從天線的輻射單元、饋電網(wǎng)絡、電磁輻射極化調控與波束整形機理等方面進行創(chuàng)新,探索設計了一系列新型高性能毫米波天線并對其進行了相應的深入探討。論文主要研究內容如下:1.新型60-GHz寬頻高增益LTCC電磁封裝天線的設計... 

【文章來源】：北京郵電大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－４．側射雙極化準八木天線【３５］

?北京郵電大學工學博士論文???蓋范圍則由波束的數(shù)量來決定。多波束天線的評估指標主要包括掃描角度，增益，??副瓣電平，帶寬，端口隔離度以及天線的效率等。多波束天線基本可以分為以下??幾類：??叫?Ｋ?ｌｙ?令??，，ｆ?ｔ?－一＾?－ｔ—－??——ｖ—??一－－—??０￥Ｓ，?＾?＼?１?＂?????＾?????一?ｔｍｃｉｔａ＾．１?—?■??，?ｒ，．，?二工；－ｎｘｙｗｍ—：??＿ｌ?丨??（ａ）?（ｂ）??圖１－５？三星公司提出的網(wǎng)格貼片天線［３６］。（ａ）?３ｄ視圖。（ｂ）側視圖。??Ｈ－Ｐｏｌ．?Ａｎｔｅｎｎａ??圖１－６．基于網(wǎng)格貼片天線的側射相控陣天線［３６］。??Ｌｆｅｅｒ?１?Ｂａｓｅ?Ｓｔａｔｉｏｎ??Ｂａ５ｅ５ｉＫＬ?＂?愚??—?Ｉ??ｍ?＊?Ｕｓｅｒ??Ｕ？ｒ??ＵＭｆｒ?ｙｗ?＊??圖１－７．多波束天線應用于基站通信中的場景［１５］。??１．基于反射面的多波束天線??基于反射面的多波束天線一般包含反射面與多個饋源。反射面可以是單??個的，如傳統(tǒng)的拋物面天線［３９］，也可以是雙反射面［４（）］，如卡塞格倫形式的天??線。饋源一般位于反射面的焦點處，通過調整不同饋源的開關，來控制不同??６??

?北京郵電大學工學博士論文???成的平面結構實現(xiàn)，同時透鏡的輸出輻射面可以直接接天線，也可以接傳輸??線，波導等。常見的這種透鏡天線有Ｒｕｚｅ透鏡＿和Ｒｏｔｍａｎ透鏡［４７４９］等。圖??１－１０所示為一種工作在Ｋａ頻段的Ｒｏｔｍａｎ透鏡，天線可以實現(xiàn)－２０度到２０度??的波束掃描以及１３．８ｄＢｉ的增益。??Ｄｕｍｍｙ?ｐｏｒｔｓ??ｆｉ?一??＇?－?Ｉ１�。�??：｜?：＝＝＝???＂ｕｕｍｍｙ?ｐｏｒｔｓ??圖１－１０．基于ＳＩＷ的Ｒｏｔｍａｎ透鏡天線［４７］。??３．基于波束賦形饋電網(wǎng)絡的多波束天線??與上述兩類基于準光學原理實現(xiàn)多波束不同，基于波束賦形網(wǎng)絡的多波??束天線利用在天線陣輻射面上的陣元的不同相位來實現(xiàn)不同波束的方向。到??目前為止，學者們己經(jīng)提出了各式各樣的波束賦形網(wǎng)絡，但是最常用的當屬??Ｂｕｔｌｅｒ矩陣＠５１１。Ｂｕｔｌｅｒ矩陣的網(wǎng)絡示意圖如圖１－１１所示，它由固定相位的??移相器，交叉橋和９０度混合耦合器構成。在不同應用場景下可由不同的方??式，如微帶線，槽線，波導，共面波導等實現(xiàn)。但是在毫米波頻段，考慮到??低剖面，低損耗等因素，更多的是通過ＳＩＷ來實現(xiàn)。基于ＳＩＷ?Ｂｕｔｌｅｒ矩陣的??工作在Ｖ波段的毫米波貼片天線和工作在Ｋａ波段的縫隙天線分別如圖１－??１２（ａ）和（ｂ）所示。雖然這些天線顯示了良好的匹配帶寬以及較寬的掃描角度，??但是天線只能實現(xiàn)在（Ｅ面或者Ｈ面）一個面上進行波束掃描。基于ＳＩＷ?Ｂｕｔｌｅｒ??矩陣的二維波束掃描天線如圖１－１３所示。通過在天線的Ｅ面和Ｈ面分別使??用４ｘ４?ＳＩＷ?Ｂｕｔｌｅｒ饋電網(wǎng)絡，天線可以實現(xiàn)１６個波束，從而在二維平

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]面向新一代移動通信系統(tǒng)的多模MIMO天線設計方法研究[D]. 彭彪.北京郵電大學 2017
[2]W波段高增益平面天線及陣列研究[D]. 操寶林.南京理工大學 2016

碩士論文
[1]共形全息人工阻抗表面天線的研究[D]. 張袁.電子科技大學 2015
[2]全息張量阻抗調制表面天線研究[D]. 龍宇.電子科技大學 2015



本文編號：3550772