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在5G无线系统中,为了充分利用频谱资源,Sub-6 GHz频段与毫米波频段结合使用,尤其是,在全球范围内,Sub-6 GHz频率范围的频谱可用性正在不断提高,例如,中国的3.3～3.6 GHz和4.8～5.0 GHz频段,欧洲的3.4～3.8 GHz频段,韩国的3.4～3.7GHz频段等。Sub-6 GHz频段作为5G通信的主要频段,在覆盖和容量之间提供了最佳的平衡。天线作为无线通信系统不可或缺的器件之一,移动通信技术的发展提高了对天线的性能要求,宽带化、小型化已成为天线设计的核心方向,此外,保证天线具有稳定的增益及辐射方向图也至关重要。因此,本文围绕面向Sub-6 GHz(3.0～5.0 GHz)频段的宽带天线展开研究与设计,论文的主要工作内容如下:1.提出了一款基于开口环谐振器的垂直印刷偶极子阵列。该阵列天线由两个印刷偶极子天线、开口环谐振器结构、馈电网络组成。由两个简单印刷偶极子组成的基本阵列阻抗匹配特性较差,带宽很窄,因此我们在偶极子之间引入开口环谐振器结构,由于偶极子的近场激励,开口环谐振器可以在高频引入一个新的谐振模式,从而拓展带宽,天线的两个谐振模式可分别调节偶极子与开口环谐振器的电尺寸独立控制。此外,在偶极子臂旁边印刷弯折微带线可以进一步改善天线的阻抗匹配特性。天线可实现32.2%(3.23～4.47 GHz)的阻抗带宽(VSWR<2),带内增益为8.3±1.1 d Bi。该天线覆盖了N77/N78频段,适用于Sub-6 GHz无线通信系统。2.设计了一款宽带双极化基站天线。该天线采用两个辐射巴伦结构形成双极化辐射特性,为了拓展天线带宽,我们通过在巴伦结构上方加载两组金属贴片,可以在低频引入了新的谐振模式,由于辐射巴伦呈感性,金属贴片可以提供容性补偿,天线的整体阻抗匹配特性得到改善,此外,通过在金属贴片开矩形槽,天线低频处的阻抗匹配特性得到进一步改善,从而达到拓展天线带宽的目的。最后,对所设计的天线进行实物加工与测试,测试结果表明,天线的两个极化具有51.1%(3.2～5.4 GHz)的阻抗带宽(VSWR<1.5),平均增益为8.2 d Bi,并且具有稳定的方向图特性,此外,端口隔离与交叉极化均在-20 d B以下。该天线覆盖了Sub-6 GHz频段并具有良好的辐射特性,适用于Sub-6 GHz通信的基站天线应用。