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近年来，随着5G通信和卫星通信的快速发展，将来无线通信系统的天线将变得越来越复杂。而天线的小型化问题将是未来的研究重点。有源天线由于体积小、频带宽等优点受到各国研究者关注。 本文针对当前发展导向进行选题研究，主要研究频段为Ka波段，论文主要研究功率放大器、四元切比雪夫阵列天线、四元有源阵列天线、16元切比雪夫阵列天线的设计以及16路有源阵列天线的设计，并完成部分实物制作与测试。各部分内容如下： 1、基于Hittite公司的HMC383LC4芯片的小型化功率放大器的设计与制作，用ADS2008软件仿真分析了射频输入与输出端的阻抗连续性变换，由测试结果表明，在28.44~29.24GHz频段内S11＜-10dB，增益约为6.34dB。 2、四元切比雪夫阵列天线设计。为了降低旁瓣，提高子阵增益，增加天线的抗干扰能力以及为随后的天线集成留有更多的排布空间，设计了一种可用于5G通信和卫星通信的微带线阵，由测试结果表明，在28.77~29.58 GHz频段内，无源子阵S11＜-10 dB，H面即垂直方向3 dB波束宽度为10.58°，H面第一旁瓣电平为-16.4 dB，主波束上最大增益为11.48dB，实测与仿真结果基本吻合。 3、四元有源阵列天线的设计。为了实现天线的小型化，则需要在无源子阵后面集成一个功率放大器电路，需要对先前设计的功率放大器的射频输出端进行改进，在本文中选择玻璃珠绝缘子用于天线与功率放大器集成，由测试结果表明，有源集成子阵的回波损耗S11＜-10dB的阻抗带宽为27~31GHz，比无源子阵有更宽的带宽，这主要是宽带功率放大器与无源子阵集成在一起使天线带宽变宽。 4、16元切比雪夫阵列天线的设计。采用切比雪夫综合法可以降低阵列天线的旁瓣电平，提高阵列天线的抗干扰能力以及具有更好的方向性。在设计中，通过串并联馈电方式组阵，即可以减小了天线尺寸，也降低了馈线的损耗。 5、16路有源阵列天线的设计。16个射频放大器和64个天线元件通过16个玻璃珠绝缘子集成在单个PCB板的两侧。从仿真结果中表明，在频带28.8~29.3GHz范围内，每个天线子阵的S11＜-10 dB，显示了良好的阻抗带宽特性，天线主波束的最大增益为26.4dB，在基于第四章有源子阵的设计基础，提出了Ka波段29GHz有源阵列天线的设计方案，若与13dB的功率放大器连接后，可以实现35dB增益的设计要求。