毫米波平面天線陣列研究.pdf

1、隨著移動通信用戶和終端數(shù)量的井噴式增長以及社會生產生活對通信速率和質量要求的不斷提升，如何有效地擴大通信系統(tǒng)的容量、降低多徑衰減、提高頻率利用率等問題，成為第五代移動通信技術研究中的熱點之一。一方面利用毫米波頻段的寬頻譜資源是未來移動通信發(fā)展的趨勢。另一方面雙極化、寬帶化天線技術是提升通信系統(tǒng)容量的有效方法之一。為此，本文主要圍繞毫米波頻段雙極化集成天線展開相關研制，設計實現(xiàn)了雙極化微帶貼片天線單元與陣列、雙極化基片集成同軸線(Subs

2、trate Integrated Coaxial Line，SICL)直饋背腔天線單元與陣列、雙極化基片集成同軸線角饋背腔天線單元與陣列、雙極化基片集成同軸線改進型背腔天線，并在目標頻段對微帶線和基片集成傳輸線衰減特性進行了分析以印證天線陣效率特性。論文的主要內容如下:
　　1、研制了雙極化微帶貼片天線。通過引入寄生貼片，設計了層疊式雙極化微帶貼片天線單元。通過設計雙極化兩端口的饋電網(wǎng)絡，實現(xiàn)了具有良好隔離度的4×4雙極化微帶貼片

3、天線陣列。該天線陣在工作頻段27GHz-29GHz內，兩端口電壓駐波比(VSWR)小于2，實際測試隔離度在33dB以上，增益大于19dBi，交叉極化電平優(yōu)于20dB。該結構天線陣具有良好的定向性和增益，易于批量加工和生產。
　　2、研制了雙極化基片集成同軸線背腔天線。首先分析了單元天線背腔大小、輻射貼片尺寸、寄生貼片大小以及開口尺寸對于天線性能的影響，在此基礎之上設計實現(xiàn)了雙極化基片集成同軸線直饋背腔天線單元與陣列、雙極化基片集成

4、同軸線角饋背腔天線單元與陣列、雙極化基片集成同軸線改進型背腔天線。所設計的2×2直饋背腔天線陣和2×2角饋背腔天線陣在工作頻段27GHz～29GHz內，電壓駐波比(VSWR)小于2，隔離度大于20dB，同時具有良好的定向性和增益。
　　3、研究了微帶線和基片集成傳輸線在目標頻段內的衰減特性。本章基于多線校準理論研究微帶線和基片集成同軸線的衰減特性，分別加工制作了三段長度相差四分之一波長的微帶線和基片集成同軸線，進行了測試并給出在2