【摘 要】
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随着第五代（5th Generation,5G）移动通信技术近些年的大规模商用,这极大的提高了移动通信的速率。但是,在当前主流的5G移动通信标准中,仍然采用的是时分双工（Time Division Duplex,TDD）或者频分双工（Frequency Division Duplex,FDD）的半双工技术。与半双工技术相比,全双工技术能够在相同的频段范围内,同时进行发射信号和接受信号的工作。因此,
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随着第五代（5th Generation,5G）移动通信技术近些年的大规模商用,这极大的提高了移动通信的速率。但是,在当前主流的5G移动通信标准中,仍然采用的是时分双工（Time Division Duplex,TDD）或者频分双工（Frequency Division Duplex,FDD）的半双工技术。与半双工技术相比,全双工技术能够在相同的频段范围内,同时进行发射信号和接受信号的工作。因此,全双工技术在理论上可以把频谱的利用效率提升一倍,实现频谱资源的充分利用,进而提升通信速率。另外,室外宏基站由于建筑物的遮挡难以对建筑物内部进行信号覆盖,室内天线对室内无线通信起了关键作用。本论文对全双工天线和超宽带室内天线进行了研究,实现了两款可以用于全双工基站的天线阵元设计,然后在其基础上设计了一款可用于全双工通信的天线阵列,最后设计了一款超宽带室内天线,详细内容如下:（1）高隔离度全双工天线阵元设计。设计了两款用于全双工通信的双极化天线,第一个天线在两个端口之间添加滤波单元,通过滤波单元引入的耦合将原本天线两个端口产生的耦合抵消,两个天线端口之间的隔离度在测试中能够达到-55 d B。第二个设计通过差分馈电的方式,实现了单元内两个正交极化端口产生的耦合相互抵消,两个端口之间的隔离度在实际测试中能够达到-60 d B。（2）高隔离度全双工天线阵列设计。设计一款用于全双工通信的高隔离度双极化天线阵列,在差分馈电的高隔离度双极化天线的设计基础上,通过添加金属隔离墙和优化天线阵元位置,实现了一款全双工阵列天线,天线单元间同极化端口的隔离度能够达到-40 d B,各正交极化端口之间的隔离度能够达到-60 d B。（3）超宽带室内天线设计。本设计通过加载并联电阻和串联电阻,使天线的表面电流以行波的形式分布,从而有效地加宽了天线的阻抗带宽。通过加载电感,可以在保持紧凑尺寸的同时提高天线的辐射效率。通过在天线的辐射贴片上添加枝节引入高频谐振,拓宽了天线带宽,通过开槽缝改善天线表面电流分布和改善天线的辐射性能。最终实现了一款带宽为0.1 GHz-3 GHz,尺寸310 mm×270 mm×0.8 mm的低剖面超宽带高增益室内天线。
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