用于5G終端的毫米波多波束天線.pdf

1、4G LTE技術的不斷升級和部署應用，標志著移動通信步入了4G無線寬帶時代。為滿足日益增長的用戶需求，各國都在爭先展開下一代移動通信（5G）的研發(fā)。由于具有極寬的絕對帶寬，可在很大程度上提高信道容量和數據傳輸速率的毫米波技術成為了未來5G移動通信關鍵技術之一。雖然如此，但毫米波信號在電路和大氣中損耗大、衰減嚴重、傳輸效率低等問題仍待研究。鑒于此，本文將主要圍繞用于5G終端毫米波饋電網絡和天線的研究，采用多波束方案以在保證增益的同時拓寬波

2、束的覆蓋范圍。
　　PCB電路如微帶電路有較為顯著的介質和輻射損耗，而傳統(tǒng)金屬波導雖然損耗低、信號干擾小，但其結構很難做到小型化和集成。因此這兩種結構不適用于要求低功耗且空間尺寸受限的移動終端。采用基片集成波導（SIW）可同時降低損耗和增加可集成性，其兼?zhèn)淞私饘俨▽Ш推矫骐娐返膬?yōu)良屬性，是未來5G毫米波終端應用場景最佳的選項之一。本文的主要內容包括：
　　對SIW、波束掃描陣、縫隙天線陣和Butler矩陣多波束饋電網絡等基本

3、原理進行了簡要的回顧。此四方面的知識是本文所有設計的理論支撐。系統(tǒng)梳理了SIW、縫隙天線陣的設計步驟和Butler矩陣饋電網絡的分析方法。
　　提出了將4×4Butler矩陣多波束饋電網絡用于未來5G終端天線的設計以實現多波束寬角度高增益信號覆蓋。本文選擇采用了多波束方案，并結合了5G移動終端設計了適用于5G終端的4×4Butler矩陣多波束饋電網絡和縫隙天線陣。加工測試表明多波束方案基本可滿足未來5G終端天線的要求。
　　

4、在傳統(tǒng)4×4Butler的基礎上，提出和設計了一款改進型的4×4SIW Butler矩陣。從理論上驗證了方案的可行性且推導了各個器件須滿足的條件。新設計的Butler矩陣其核心是將移相器歸入到–3dB定向耦合器的設計中。仿真和測試結果表明，改進型的4×4SIW Butler矩陣不僅擁有更好的輸出幅相平坦度還具有比傳統(tǒng)4×4SIW Butler矩陣更高的設計靈活性。
　　設計了一款3×3SIW Butler矩陣。首先給出了該款矩陣的