毫米波平面天線設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)多媒體的快速發(fā)展，人們對(duì)終端間的數(shù)據(jù)傳輸速率要求越來(lái)越高，現(xiàn)有的無(wú)線通信技術(shù)受其頻率與帶寬等限制已經(jīng)無(wú)法滿足需求。而毫米波60GHz頻段因其具有豐富的頻譜資源并且具有Gbps以上的通信速度而成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)，各國(guó)紛紛制定了用于60GHz頻段的標(biāo)準(zhǔn)，中國(guó)更是推出了包含45GHz和60GHz兩個(gè)頻段的IEEE802.11aj（Q-LINKPAN）標(biāo)準(zhǔn)。天線作為毫米波通信系統(tǒng)發(fā)射機(jī)后端與接收機(jī)前端的重要組件，一直以來(lái)都是研究的

2、重點(diǎn)與熱點(diǎn)。
　　在目前對(duì)于毫米波頻段45GHz和60GHz天線的研究中，還有很多問(wèn)題待解決。其中的兩個(gè)研究熱點(diǎn)，一個(gè)是基于硅基工藝的片上天線設(shè)計(jì)，由于毫米波頻段天線尺寸很小，可將采用硅基工藝的片上天線集成到同一工藝的無(wú)線收發(fā)系統(tǒng)芯片中，同時(shí)，未來(lái)新一代的毫米波無(wú)線通信技術(shù)可能是多個(gè)頻帶，而目前對(duì)于片上天線的報(bào)導(dǎo)中多為單頻設(shè)計(jì)，對(duì)多頻片上天線的研究還比較缺乏；另一方面，基于PCB或者LTCC工藝的高增益天線設(shè)計(jì)也是需要重點(diǎn)研究的問(wèn)

3、題，這是因?yàn)?0GHz頻段處于大氣對(duì)于電磁波的吸收峰值，導(dǎo)致電磁波空間傳播損耗大，只能夠覆蓋很小的區(qū)域，而目前60GHz功率放大器很難做到比較大的輸出功率，設(shè)計(jì)高增益天線是提高信號(hào)傳播距離行之有效的方法，這使得60GHz高增益天線的設(shè)計(jì)成了一個(gè)熱門方向，而當(dāng)前60GHz的高增益天線通常具有復(fù)雜的多層結(jié)構(gòu)，這使得它不僅加工制作困難，而且成本昂貴，不便于實(shí)際應(yīng)用。綜上，本文在這兩個(gè)方向分別進(jìn)行探索，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1、基于硅基

4、工藝設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了四款片上天線，其中兩款為45GHz和60GHz單頻天線，天線分別為三角形和U形結(jié)構(gòu)，測(cè)試結(jié)果表明，其工作頻帶分別覆蓋40-47GHz和57-64GHz頻帶，其峰值增益分別達(dá)到了-5.5dBi和-2.58dBi,同時(shí)對(duì)于此類片上天線的測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹；另外兩款為45GHz&60GHz雙頻天線，同時(shí)覆蓋45GHz和60GHz頻段，仿真結(jié)果顯示其在45GHz的增益分別達(dá)到了1.8dBi和1.65dBi，在60GHz為1.

5、82dBi和2.64dBi。
　　2、基于傳統(tǒng)的PCB加工工藝設(shè)計(jì)了四款60GHz高增益天線。四款天線全部采用單層介質(zhì)板平面設(shè)計(jì)并且沒(méi)有過(guò)孔，這使得其與現(xiàn)在報(bào)道的多層復(fù)雜結(jié)構(gòu)的天線相比具加工簡(jiǎn)單、成本低廉等特點(diǎn)。第一款天線是具有副瓣抑制結(jié)構(gòu)的漸變錐形縫隙天線，副瓣電平在-15dB以下，最大增益達(dá)到10.5dBi。第二款是具有風(fēng)扇形拋物線反射陣列的高增益天線。天線的圓形是一個(gè)蝴蝶結(jié)結(jié)構(gòu)的偶極天線。通過(guò)風(fēng)扇形拋物線反射陣列，翅膀形對(duì)稱