【摘 要】
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随着近年来第五代移动通信技术（5th Generation Mobile Communication Technology）的全面普及,全球的通信行业都进入了新一轮的使用5G频谱资源的潮流中来。可重构天线作为新型天线,可以改变自身结构或馈电方式等方面改变其辐射特性,适用于各种不同应用场景。面对多种应用频段和应用需求,可重构天线的设计还需要进行更多的设计与研究。本文介绍了天线设计的基本理论以及可重构
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随着近年来第五代移动通信技术（5th Generation Mobile Communication Technology）的全面普及,全球的通信行业都进入了新一轮的使用5G频谱资源的潮流中来。可重构天线作为新型天线,可以改变自身结构或馈电方式等方面改变其辐射特性,适用于各种不同应用场景。面对多种应用频段和应用需求,可重构天线的设计还需要进行更多的设计与研究。本文介绍了天线设计的基本理论以及可重构天线的相关关键技术,结合天线对设计小型化方便制作等需求,设计了两种频率可重构天线并完成相关的天线制作与测试。第一款可重构天线基于介质基板正反两面对称的倒L形辐射枝节,不需要大面积的铺铜作为接地板。并且在天线辐射臂顶端加载对数倒U形单元,一定程度增加了天线的辐射增益。最终实现天线在两个频段的频率可重构特性。第二款可重构天线以背面接地板开槽为设计,利用控制PIN二极管的通断决定加载设计的天线辐射单元,改变了天线的结构,最终实现了本可重构天线在三个不同频段频率可重构的能力。本文在设计天线的过程中,利用控制变量法,对其主要的枝节参数和馈电结构参数进行了优化,最后得到优化后的天线模型与性能参数。其结果达到天线的相关设计指标,具有良好的工作带宽和辐射效率。本文的仿真结果指出,第一款可重构天线具有分别在2.6GHz与3.5GHz频段工作的能力,天线的S11参数分别为-41.8d B和-29.1d B,峰值增益分别为4.15d Bi和4.46d Bi,相对带宽分别为14.1%、11.9%,并具有良好的全向辐射特性。第二款可重构天线具有三频段重构能力,分别为2.4GHz、3.5GHz与4.9GHz频段。天线的S11参数分别为-27.8d B、-47.5d B和-19.7d B,峰值增益分别为3.39d Bi、3.88d Bi和3.95d Bi,相对带宽分别为31.7%、24.2%和20%。完成实物制作,并对天线进行相关测试。综上,本文设计的两款可重构天线能适用于5G-FR1多个频段,仿真和实测结果基本吻合,验证了所设计天线的正确性。
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