移动通信天线宽频、多频及波束赋形研究

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1、博士学位论文＿圓ｉ＾＾、！ｎ）］）ｍ閨ａ移动通信天线宽频、多频及波束赋形研究１作者姓名ａ和凯指导教师姓名、职称龚书喜教授，申请学位类别工学博士学校代码10701学号1302110132分类号TN82密级公开西安电子科技大学博士学位论文移动通信天线宽频、多频及波束赋形研究作者姓名：和凯一级学科：电子科学与技术二级学科：电磁场与微波技术学位类别：工学博士指导教师姓名、职称：龚书喜教授学院：电子工程学院提交日期：2016年12月Studyonbroadband,multi-bandandbeamformingtech

2、niquesformobilecommunicationantennasAdissertationsubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofDoctorofPhilosophyinElectromagneticFieldandMicrowaveTechnologyByHeKaiSupervisor:GongShu-XiTitle:ProfessorDecember2016西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的

3、学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研宄成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同事对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一学位论文若有不实之处，本人承担切法律责任。一Ｊｆ本人签名：Ｕ日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定

4、，即：研宄生在、＿校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研宄成果完成的论文，署名单位为西安电子科技大学。、发明专利等成果保密的学位论文在年解密后适用本授权书。＿、本人签名：导师签名：￣曰期：日期：摘要摘要科学技术的迅猛发展极大的促进了移动通信的飞速前进，为了提供更优质的无线通信服务，多种移动通信系统被开发出来并且得到广泛的应用。因此，2G/3G/4

5、G/WLAN等多种通信系统共存和发展就成了移动通信领域的现状和发展趋势。随着4G移动通信系统大规模商用的成功，5G移动通信系统的相关研究已在积极展开，MassiveMIMO作为5G移动通信的关键技术受到了广泛关注。这对移动通信系统的重要部件——天线提出了更高的要求。为了满足对多种通信系统的覆盖需求，移动通信天线的宽频、多频及小型化技术极为重要。大规模阵列天线是massiveMIMO通信系统的关键部分，其波束赋形技术是当前研究的热点和难点。综上，本文结合移动通信领域发展的现状和趋势，针对移动通信天线的宽频、多频技术以及大规模移动通信阵列天线的波束赋形展

6、开研究，主要包括以下几方面：1.对具有宽带、多频、低剖面特性的电磁复合天线进行了研究。本文阐述了电磁复合天线的工作原理和基本结构。在此基础上设计了一种低剖面宽带电磁复合天线，该天线采用了弯曲的折叠结构有效降低了天线的总高度至17mm，同时提出一种改进的馈电结构，实现了86.2%的工作带宽；接着，设计了一种双频宽带电磁复合天线。该天线通过一副U型电偶极子天线来产生双谐振特性，通过一组弯曲短路贴片来等效实现磁偶极子天线，二者同时通过一个特殊设计的馈电结构实现了两个工作频带的拓宽，并获得了在E面和H面一致的定向辐射方向图；此外还设计了一种超宽频电磁复合天线

7、，该天线由一个水平的领结型电偶极子天线和一个垂直的菱形环天线组合而成，领结型电偶极子天线带有四个匹配调节枝节，能够有效展宽天线的工作带宽，天线整体还具有自身直流接地的结构特性以及良好的辐射性能。2.对室内分布系统的宽带多频小型化天线进行了研究。设计一种贴片结构的宽带全向室分天线。该天线由三个顶部加载的短路耦合贴片、三个辐射贴片、一个环形套筒和一个倒锥形馈电结构组成，在实现了152%相对带宽的同时，还获得了H面的全向方向图、稳定的增益等性能优势。3.对应用于室内MIMO通信系统的宽带、多频小型化双极化室分天线进行了研究。首先，设计了一种低轮廓宽带双极化

8、室分天线。该天线由一个改进的单锥天线和一个印刷偶极子圆阵组成，分别实现了垂直和水平极化的设计，通过多种耦合结