双频多极化馈源与全金属反射阵的研究.pdf

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1、硕士学位论文双频多极化馈源与全金属反射阵的研究RESEARCHONDUAL-BANDMULTI-POLARIZATIONFEEDANDALL-METALREFLECTARRAY房牧哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TN828.6学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文双频多极化馈源与全金属反射阵的研究硕士研究生：房牧导师：王楠楠讲师申请学位：工学硕士学科：电磁场与微波技术所在单位：电子与信息工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN828.6U.D.C:62

2、1.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONDUAL-BANDMULTI-POLARIZATIONFEEDANDALL-METALREFLECTARRAYCandidate：FangMuSupervisor：LecturerWangNannanAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectromagneticFieldandMicrowaveEngineeringAffiliation：SchoolofElect

3、ronicsandInformationEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着移动通信迈向5G时代，对天线性能的需求也在逐渐演进。可实现高增益、多波束、波束赋形等强大功能的反射阵能够满足5G通信的诸多潜在需求，可作为MassiveMIMO、智能天线的低成本替代。此外，多极化通信在信道增强方面具有的独特优势，使其在5G通信特定应用场景中具有较高的应用价值。本课题以5G通信为应

4、用背景，研究设计了双频多极化馈源系统与全金属反射阵，工作频段设定为28GHz和60GHz两大热门5G频段，多极化包含双线极化、左旋圆极化和右旋圆极化共四种极化辐射模式，通过多极化馈源照射实现反射阵的多极化辐射性能。馈源系统包括馈源天线和馈电网络两部分。馈源天线采用了新型同轴波纹喇叭，在传统结构的同轴内壁处引入扼流槽结构，从而在双频相位中心基本重合的基础上获得了优异的辐射性能以及良好的双频方向图对称性。此外为馈源天线设计了以正交模耦合器为核心组件的馈电网络，实现了可切换的双频多极化激励。全金属反射阵的构建首次采用交错式排列的十字形波导单元，通过对每个波导

5、单元的高度和深度调整，实现双频相位补偿与波束控制。仿真结果表明，所设计的反射阵在双频多极化共八种工作模式下均获得了良好的方向图性能与接近100%的辐射效率，验证了该类反射阵用于双频多极化辐射的可行性以及全金属结构在毫米波频段的低损耗优势。关键词：5G；馈源系统；反射阵；全金属；双频；多极化-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractAsmobilecommunicationsmovestowardthe5Gera,thedemandforantennaperformanceisgraduallyevolving.Reflectarrayante

6、nnaswithpowerfulfunctionssuchashighgain,multi-beam,andbeamformingcanmeetmanypotentialdemandsfor5Gcommunicationsasalow-costalternativetoMassiveMIMOorsmartantennas.Besides,multi-polarizationcommunication,withuniqueadvantagesinchannelenhancement,hassignificantapplicationvalueinsome

7、specificscenariosof5Gcommunication.Inthispaper,dual-bandmulti-polarizaitionfeedsystemandall-metalreflectarrayfor5Gapplicationsareproposedandinvestigated.Thedualoperatingbandsinclude28GHzand60GHz,whichareboththepotential5Gbands.Themulti-polarizationmodeincludestwolinearpolarizati

8、on,left-handcircularpolarization,andright-handc