毫米波收发射频前端与阵列天线的设计与实现

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无线移动通信从最初的2G到3G、4G-LTE的发展,在传输速率上得到了较大的提升,同时也广泛地应用在各个领域中,比如虚拟现实。山于当前通信频段主要集中在3GHz以下,使得这个频段的频谱资源变得非常拥挤,而毫米波频段频谱资源比较丰富,同时可以提供大带宽与更快的传输速率,因此有必要对该频段进行研究并将其应用于通信领域。本文主要针对26GHz进行收发射频前端各个模块的设计与实现,采用超外差结构作为前端系统框架,射频带通滤波器采用五阶基片集成波导带通滤波器,-15dB阻抗带宽为1.79GHz,带内插损小于2dB,对前端各个模块进行设计、加工与测试,并给出了具体测试结果,同时设计了两款微带线T型功分器与基片集成波导T型功分器,-15dB阻抗带宽分别为8.75GHz(相对带宽31.2%)与8.3GHz(相对带宽30.1%),26GHz 处插损分别为 9.76dB 与 10.4dB。阵列天线在通信、雷达与导航领域中起到了关键性的作用,其性能的好坏决定了整个系统的性能。本文设计了两款针对26GHz串并结合馈电方式的144单元线极化与圆极化微带阵列天线,通过在线极化贴片的基础上进行切角处理产生圆极化特性。阵列各单元激励电流幅度服从泰勒分布,线极化阵列天线最大增益为24.21dBi,E面第一旁瓣电平为-23.36dB,半功率波束宽度为9.5°,H面第一旁瓣电平为-24.6dB,半功率波束宽度为10.1°,圆极化阵列天线最大增益为24dBi,XOZ面第一旁瓣电平为-25.87dB,半功率波束宽度为9.3°,YOZ面第一旁瓣电平为-26.08dB,半功率波束宽度为10.1°,两款天线-10dB阻抗带宽均为1.25GHz。
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