宽带毫米波MIMO天线研究

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1、硕士学位论文宽带毫米波MIMO天线研究研究作者姓名翁佳钿学科专业电磁场与微波技术指导教师褚庆昕教授所在学院电子与信息学院论文提交日期2018年4月ResearchonWidebandMillimeter-waveMIMOAntennasADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:WengJiatianSupervisor:Prof.ChuQingxinSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TN822学校代号：10561学号：201520108492华南理工大学硕士学位论文

2、宽带毫米波MIMO天线研究作者姓名：翁佳钿指导教师姓名、职称：褚庆昕教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：电磁场与微波技术研究方向：宽带、多频段天线与射频技术论文提交日期：2018年4月10日论文答辩日期：2018年6月4日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：谢泽明教授委员：褚庆昕教授涂治红教授陈付昌教授孔永丹副教授华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明

3、确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅(除在保密期内的保密论文外)；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：□保密，在年解密后适用本授权书。□不保密,同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提

4、交中国学术期刊(光盘版)电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：指导教师签名：日期：作者联系电话：电子邮箱：联系地址(含邮编)：摘要无线通信产业快速发展的今天，低频频谱资源日益稀缺，而对高速通信的需求却持续增长。相比于目前2G/3G/4G所使用的频段，频率高达30-300GHz的毫米波频段拥有着大量连续的频谱资源，可以缓解现如今频谱拥挤的现状，为超高速无线通信的实现提供了可能，因此毫米波技术也将成为下一代移动通信技术(即5G)的关键技术之一。在第四代移动通信中引入的MIMO技术(即多输入多输出技术)，能在

5、有限的频谱资源条件下，有效地提高无线通信系统的容量和可靠性，也因此被广泛地应用到许多无线通信系统中。MIMO技术也必将结合其他通信技术，运用到下一代移动通信中。本论文将研究重点放在毫米波天线的宽带化设计上，进而设计出几款性能良好的MIMO天线及多单元天线阵列，具体研究工作如下：1.设计了两款宽带的平面T型贴片MIMO天线。通过在传输线两侧的特定位置引入金属过孔，并合理调节馈电结构的尺寸，获得了一款具有双谐振特性的宽带天线，并在此天线的基础上，在馈电结构上加载了条形金属带，引入新的谐振点，拓宽了带宽。最后根据这两个天线单元，设计了二单元及四单元的MIMO天线，其中使用了菱形地板缝隙来降低天线的互

6、耦。2.设计了两款具有端射辐射特性的MIMO天线。基于传统的单极子天线结构，在其地板引入了耦合枝节，通过控制天线与地板枝节的耦合，实现了双谐振特性，基于此结构，在单极子天线与耦合枝节的末端处放置了一对寄生贴片单元，可在高频处增加新的谐振点来展宽带宽。根据设计的天线单元，分别设计了平行放置及垂直放置的2单元MIMO天线，并采用了地板缝隙及条形枝节来提高天线的隔离度。3.设计了两款高增益的平面贴片天线阵列。在使用基片集成波导(SIW)馈电的贴片天线一侧，加载了另一个矩形贴片，通过控制矩形贴片的大小，可以实现矩形贴片谐振模式的独立可调。在馈电部分的基片集成波导中，引入了对称的金属过孔，调节金属过孔的

7、位置，亦可实现阻抗匹配，形成双谐振特性。将矩形贴片及金属过孔两种技术进行结合，完成了具有三谐振特性的平面贴片天线单元。接着设计出具有一分四的差分馈电网络，结合天线单元，最后组成了四单元天线阵。关键词：毫米波天线；宽带化；MIMO天线；天线阵列IAbstractWiththerapiddevelopmentofthewirelesscommunicationindustry,thelowfreque