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(yán)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(guān)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(shí)用價值和現(xiàn)實(shí)意義。5G時代,單個天線已經(jīng)不足以支撐高速率無線通信了,兩種基站天線新技術(shù)——大規(guī)模多輸入多輸出技術(shù)（Massive Multiple Input Multiple Output,Massive MIMO）和毫米波技術(shù)（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(fù)雜,集成密度高,留給天線的空間有限,這使得單天線設(shè)計低剖面小型化設(shè)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(yīng)用于5G網(wǎng)絡(luò)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(xué)廣東省

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

G手機(jī)天線[3]

面向第五代移動通信的低剖面寬頻天線研究與設(shè)計2前關(guān)于5G天線的研究熱點(diǎn)多在于5G微基站天線單元。圖1-15G手機(jī)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(shù)。但對于5G室內(nèi)應(yīng)用，MassiveMIMO天線就顯得過于龐大冗余，所以應(yīng)用MIMO技術(shù)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(jié)構(gòu)相對簡單，而各大學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)微帶天線的擴(kuò)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(chǎn)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(diǎn)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(diǎn)能產(chǎn)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(shè)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(diǎn)移至低頻，保證低頻帶寬覆蓋，雖然蜿蜒結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致該部分等效感抗增加，但在通過Y形輻射貼片內(nèi)部刻L形縫、加三叉戟形饋電等一系列優(yōu)化，最終得以實(shí)現(xiàn)41.8%的寬帶。而至于圖1-4(b)則是通過調(diào)整微帶饋電線實(shí)現(xiàn)的頻率可重構(gòu)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(gòu)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(xué)術(shù)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(yīng)一個天線，能達(dá)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(jìn)一步減少微基站尺寸，也是一個研究熱點(diǎn)。交叉偶極子天線作為常見的雙極化天線，因其結(jié)構(gòu)簡單，可塑性強(qiáng)，能通過不同技術(shù)產(chǎn)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(xiàn)】：
碩士論文
[1]5G背景下陣列天線的研究與設(shè)計[D]. 樊文君.南京郵電大學(xué) 2019
[2]基片集成波導(dǎo)接口研究[D]. 彭小瑩.東南大學(xué) 2015



本文編號：2943943