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(luò)的媒質(zhì)。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(yán)重,信號傳輸距離短。此外毫米波信道因?yàn)榇髿馕找约坝晁ナ沟脫p耗進(jìn)一步加劇,舉例來說,在60-GHz頻段損耗高達(dá)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(nèi)的一系列高性能指標(biāo)。同時(shí),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(xì)的加工技術(shù)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(shù)成為了毫米波天線的主流加工技術(shù)。.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(luò)、電磁輻射極化調(diào)控與波束整形機(jī)理等方面進(jìn)行創(chuàng)新,探索設(shè)計(jì)了一系列新型高性能毫米波天線并對其進(jìn)行了相應(yīng)的深入探討。論文主要研究內(nèi)容如下:1.新型60-GHz寬頻高增益LTCC電磁封裝天線的設(shè)計(jì)... 

【文章來源】：北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：137 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－４．側(cè)射雙極化準(zhǔn)八木天線【３５］

?北京郵電大學(xué)工學(xué)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(biāo)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(cè)視圖。??Ｈ－Ｐｏｌ．?Ａｎｔｅｎｎａ??圖１－６．基于網(wǎng)格貼片天線的側(cè)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(yīng)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(gè)饋源。反射面可以是單??個(gè)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(diǎn)處，通過調(diào)整不同饋源的開關(guān)，來控制不同??６??

?北京郵電大學(xué)工學(xué)博士論文???成的平面結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)透鏡的輸出輻射面可以直接接天線，也可以接傳輸??線，波導(dǎo)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(shí)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(luò)的多波束天線??與上述兩類基于準(zhǔn)光學(xué)原理實(shí)現(xiàn)多波束不同，基于波束賦形網(wǎng)絡(luò)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(shí)現(xiàn)不同波束的方向。到??目前為止，學(xué)者們己經(jīng)提出了各式各樣的波束賦形網(wǎng)絡(luò)，但是最常用的當(dāng)屬??Ｂｕｔｌｅｒ矩陣＠５１１。Ｂｕｔｌｅｒ矩陣的網(wǎng)絡(luò)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(gòu)成。在不同應(yīng)用場景下可由不同的方??式，如微帶線，槽線，波導(dǎo)，共面波導(dǎo)等實(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)在（Ｅ面或者Ｈ面）一個(gè)面上進(jìn)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(luò)，天線可以實(shí)現(xiàn)１６個(gè)波束，從而在二維平

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]面向新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)的多模MIMO天線設(shè)計(jì)方法研究[D]. 彭彪.北京郵電大學(xué) 2017
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[1]共形全息人工阻抗表面天線的研究[D]. 張?jiān)?電子科技大學(xué) 2015
[2]全息張量阻抗調(diào)制表面天線研究[D]. 龍宇.電子科技大學(xué) 2015



本文編號：3550772