隨著多種毫米波應(yīng)用的提出,僅能工作在低頻微波頻段的多頻天線將難以同時滿足未來高速微波和毫米波無線通信應(yīng)用的需求。因此研究設(shè)計可同時工作于微波和毫米波頻段的大頻率比多頻天線對未來通信應(yīng)用具有重要的實際應(yīng)用價值。本文基于基片集成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)在遠低于其截止頻率的微波頻段可等效成金屬條帶結(jié)構(gòu)的這一特性,研究設(shè)計了三種新型大頻率比多頻天線。本文主要工作內(nèi)容和創(chuàng)新點如下:1.研究設(shè)計一種應(yīng)用于WiFi和5G通信的新型大頻率比雙頻天線。所提出的天線在不增加原有單個天線結(jié)構(gòu)體積的前提下,將工作于毫米波頻段的基片集成波導(dǎo)縫隙陣列完全集成到工作于微波頻段的環(huán)天線中。從而使得工作于毫米波頻段的基片集成波導(dǎo)縫隙陣列與工作于微波頻段的環(huán)天線共用一個天線輻射口徑。本天線設(shè)計僅占用18.5 × 10 mm2區(qū)域面積,具有結(jié)構(gòu)簡單、集成度高、可靈活調(diào)節(jié)頻率比的特性。2.研究設(shè)計一種應(yīng)用于WLAN、LTE、5G通信的新型大頻率比七頻段天線。在毫米波頻段,為了增強天線方向性以及改善阻抗帶寬,本設(shè)計在基片集成波導(dǎo)縫隙陣列結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,引入一系列寄生電偶極子單元與縫隙陣列相互耦合。在微波頻段,所提出天線利用基片集成波導(dǎo)縫隙陣列作為主要輻射結(jié)構(gòu)。設(shè)計天線僅占用了 18 ×54.5 mm2的區(qū)域面積,具有結(jié)構(gòu)簡單、集成度高、大頻率比、高隔離的特性。3.研究設(shè)計一種應(yīng)用于5G通信和超高速近遠程通信Q-Linkpan標準的大頻率比三頻段MIMO天線。在天線設(shè)計中將工作于毫米波頻段的高頻MIMO天線和工作于微波頻段的低頻MIMO天線進行一體化集成,從而在不增大原有單個MIMO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尺寸的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)可同時工作于微波、毫米波頻段的性能特性。同時,MIMO天線單元中高低頻信號饋入端口以及各MIMO天線單元饋電端口之間都具有高隔離度特性,MIMO信道之間相關(guān)系數(shù)滿足相應(yīng)設(shè)計指標(ECC0.5)。
【學(xué)位單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN822
【部分圖文】：

年馬可尼成功進行了人類歷史上的第一次無線通訊，從此人類進入了無線通信新逡逑時代。逡逑移動通信技術(shù)演進圖１２逡逑ｉｆｉＧ／ｓ邋馨逡逑，＿邐ＪｆｔＢ３６／４Ｇ逡逑訓(xùn)《邋奶|r邐Ｅ３６邋＾ＩＭＴ－邐５０逡逑■邋．ＬＴＥ邐Ａｄｖａｎｃｅｄ逡逑■ＳＯＯＭＡ邋拳邐３Ｇ邋Ｗ邋ＬＴＥ邐？ＴＩＫＴＥ逡逑痛－７Ｄ－ＳＣ０ＭＡ逡逑贏邐２Ｇ邋攀？ＣＤＭＡ２０００逡逑ＢＯＧｋ－ｌＯＭ／＊＾邐＃ＧＭＳ邐－ＷＣＤＭＡ逡逑＿|r１Ｇ逡逑ｍ邋＊ＮＭＴ逡逑？邋魯邋？魯＃逡逑１９８５邐１９９５邐２０００邐２０１０邐２０１５逡逑圖１．１移動通信技術(shù)演進圖逡逑Ｆｉｇ．邋１．１．邋Ｍｏｂｉｌｅ邋Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ邋Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ邋Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ逡逑２逡逑

上ＰＩＦＡ天線更易實現(xiàn)匹配，且ＳＡＲ值較小，性能穩(wěn)定，但輻射效率與單極天線逡逑相比較低。當(dāng)時天線從制作工藝ｔ主要分為兩種：一種是五金彈片天線，另一種逡逑是ＦＰＣ邋（柔性電路板）天線。圖１．２中展示了世界首款內(nèi)置天線手機和ＰＩＦＡ天線逡逑實物圖。逡逑■邋ｆＯＴＩ逡逑ＩＶ邋Ｆ邋？遍逡逑圖１．２世界首款內(nèi)置天線手機和ＰＩＦＡ天線實物圖逡逑Ｆｉｇ．１．２．邋Ｗｏｒｌｄ＇ｓ邋ｆｉｒｓｔ邋ｂｕｉｌｔ－ｉｎ邋ａｎｔｅｎｎａ邋ｍｏｂｉｌｅ邋ｐｈｏｎｅ邋ａｎｄ邋ＰＩＦＡ邋ａｎｔｅｎｎａ逡逑（３）到了邋３Ｇ、４Ｇ時期，新研發(fā)的ＵＭＴＳ、ＬＴＥ、ＷＬＡＮ等通信系統(tǒng)需工作逡逑于多頻段，同時用戶數(shù)量也與日劇增，因此只能工作于單一頻段的移動終端設(shè)備逡逑已遠遠不能滿足通信的需求。多天線集成方案雖可實現(xiàn)多工作頻段的要求，但不逡逑可避免地增大了天線的整體尺寸，不利于整個無線系統(tǒng)的集成與天線的小型化設(shè)逡逑計。為了提高系統(tǒng)容量，滿足無線系統(tǒng)多工作頻段以及小型化的實際需求，多頻逡逑天線的研究設(shè)計顯現(xiàn)出重要價值。逡逑３Ｇ、４Ｇ時期，為了適應(yīng)無線通信技術(shù)快速發(fā)展，移動終端設(shè)備的天線形式也逡逑隨之X椉櫻喚黿鼉窒抻冢玻鞘逼詰模校桑疲梁偷ゼ猶煜擼誹煜擼郟保梗擼玻保蒎澹ǎ蹋錚錚穡�、微辶x洗ǎ停椋悖潁錚螅簦潁椋穡┨煜嚦冢擼玻矗蕁⑻沾商煜咭約胺煜叮ǎ櫻歟錚簦┨煜叩鵲紉渤晌芯康娜鵲�。辶x希玻埃保澳

本文編號：2824639