毫米波平面天線設計與實現(xiàn).pdf

1、隨著移動網(wǎng)絡多媒體的快速發(fā)展，人們對終端間的數(shù)據(jù)傳輸速率要求越來越高，現(xiàn)有的無線通信技術受其頻率與帶寬等限制已經(jīng)無法滿足需求。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的研究熱點，各國紛紛制定了用于60GHz頻段的標準，中國更是推出了包含45GHz和60GHz兩個頻段的IEEE802.11aj（Q-LINKPAN）標準。天線作為毫米波通信系統(tǒng)發(fā)射機后端與接收機前端的重要組件，一直以來都是研究的

2、重點與熱點。
　　在目前對于毫米波頻段45GHz和60GHz天線的研究中，還有很多問題待解決。其中的兩個研究熱點，一個是基于硅基工藝的片上天線設計，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線收發(fā)系統(tǒng)芯片中，同時，未來新一代的毫米波無線通信技術可能是多個頻帶，而目前對于片上天線的報導中多為單頻設計，對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計也是需要重點研究的問

3、題，這是因為60GHz頻段處于大氣對于電磁波的吸收峰值，導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，設計高增益天線是提高信號傳播距離行之有效的方法，這使得60GHz高增益天線的設計成了一個熱門方向，而當前60GHz的高增益天線通常具有復雜的多層結構，這使得它不僅加工制作困難，而且成本昂貴，不便于實際應用。綜上，本文在這兩個方向分別進行探索，主要研究內(nèi)容如下：
　　1、基于硅基

4、工藝設計并實現(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形結構，測試結果表明，其工作頻帶分別覆蓋40-47GHz和57-64GHz頻帶，其峰值增益分別達到了-5.5dBi和-2.58dBi,同時對于此類片上天線的測試系統(tǒng)進行了詳細介紹；另外兩款為45GHz&60GHz雙頻天線，同時覆蓋45GHz和60GHz頻段，仿真結果顯示其在45GHz的增益分別達到了1.8dBi和1.65dBi，在60GHz為1.

5、82dBi和2.64dBi。
　　2、基于傳統(tǒng)的PCB加工工藝設計了四款60GHz高增益天線。四款天線全部采用單層介質板平面設計并且沒有過孔，這使得其與現(xiàn)在報道的多層復雜結構的天線相比具加工簡單、成本低廉等特點。第一款天線是具有副瓣抑制結構的漸變錐形縫隙天線，副瓣電平在-15dB以下，最大增益達到10.5dBi。第二款是具有風扇形拋物線反射陣列的高增益天線。天線的圓形是一個蝴蝶結結構的偶極天線。通過風扇形拋物線反射陣列，翅膀形對稱