用于毫米波無線通信的天線設(shè)計與研究.pdf

1、近些年來，隨著無線移動通信技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對高速通信技術(shù)已經(jīng)迫切需求，因此千兆無線通信的技術(shù)成為未來發(fā)展的必然。而毫米波通信技術(shù)由于其具有很寬的寬帶正成為各國研究人員的研究熱點。經(jīng)過研究人員多年的研究，ECMA（European Computer Manufacturers Association）已經(jīng)制定了一些通信標(biāo)準(zhǔn)，諸如IEEE802.15.3c，WiGig（Wireless Gigabit）等。
　　最近新興的短距離通

2、信802.11ac協(xié)議，通信速度最高可達到1.3 Gbps/s，因此IEEE組織把60GHz頻段制定為802.11ad標(biāo)準(zhǔn)。在本文中我們主要對中心頻率為60GHz的多吉比特?zé)o線室內(nèi)通信系統(tǒng)的天線組件進行研究。
　　由于60GHz頻段容易產(chǎn)生高的傳輸損耗，不利于高速數(shù)據(jù)通信，因此我們希望采用高增益的定向天線實現(xiàn)點對點通信，實現(xiàn)極窄波束通信，提高傳輸速率。多波束切換系統(tǒng)可以通過切換發(fā)射波束的方向，從而實現(xiàn)高增益窄波束空分功能，用低旁瓣

3、抑制不利因素的干擾。
　　利用普通平面結(jié)構(gòu)在毫米波頻段設(shè)計器件，會存在高輻射損耗，表面波損耗等，金屬波導(dǎo)又存在體積大，不易于實現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)集成化的缺點，而采用基片集成波導(dǎo)技術(shù)設(shè)計毫米波器件，同時具有普通平面結(jié)構(gòu)和金屬波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，諸如小尺寸、加工費用低、損耗小、功率容量大等特點。
　　利用基片集成波導(dǎo)技術(shù)設(shè)計的60GHz四波束切換組件，該組件由巴特勒矩陣和縫隙陣列天線組成，其中巴特勒矩陣是通過切換輸入端口，實現(xiàn)相鄰輸出端口的

4、相位差改變，從而改變縫隙陣列天線饋電相位，完成波束切換，實現(xiàn)窄波束通信，提高系統(tǒng)容量，為未來的全自適應(yīng)毫米波智能天線系統(tǒng)提供了一個可能的硬件解決方向。其中巴特勒矩陣由4個3db耦合器（耦合度-3.1dB，直通端與耦合度相位差90°），2個-45°移相器（插入損耗-0.06dB，輸出相位-44°），2個交叉耦合器（耦合度-0.3dB，耦合端輸出相位0°），2個0°移相器（插入損耗-0.2dB，輸出相位0°）組成；縫隙陣列天線采用泰勒綜合法