集成滤波/功率合成的多功能天线研究

发布时间：2021-06-23 11:12

　　天线、滤波器、双工器和功率合成器等射频器件,在射频前端系统中具有重要作用。这些单个器件的研究与发展经历了数十年,无论是在滤波器的插入损耗,带外抑制,频率选择性的表现上,还是在功率放大器的合成效率上,或者是在单个天线的小型化设计上,都趋向于瓶颈。因此,如何进一步降低整个射频前端系统的损耗与尺寸成为一个难题。针对这个问题,本论文提出了多功能天线的融合设计理念,利用天线“额外”的潜在性能,研究了集成滤波/功率合成的多功能天线单元,并设计了两款基于滤波天线阵子的双频天线单元及其阵列,两款基于多端口馈电的功率合成天线单元,这些天线无需额外的电路网络,自身具有滤波效果或者功率合成效果,实现了射频前端的小型化和低损耗。具体的研究内容如下:（1）在集成滤波响应的多功能天线设计方面,首先设计了一款具有高选择性的双低频双极化基站天线阵列,该设计针对国际上常用的两个临近的频谱资源（790-862 MHz&880-960 MHz）来展开研究。由于这两个频段间隔很小,当这两个频段的天线阵列靠的较近时,它们之间的耦合将非常强,导致通信质量下降。工业上常用的方法是将两个频段的阵列分开设计,但是这两个阵列之间... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：149 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

最初的大规模MIMO原型[1]

第一章 绪论背景与意义动通信的发展（图 1-1），第五代移动通信（5G）已经开始有很多技术被应用在 5G 通信系统中，其中大规模天线阵列大规模 MIMO 天线阵列的研究中，2015 年瑞典 Lund 大学esson 教授与 NI 合作开发了世界上最大的 MIMO 阵列 [1]，型系统。它使用的是 NI 大规模 MIMO 应用框架的系统（阵列单元连接一个射频通道，这样就需要大量的射频处理以看到这个大规模 MIMO 原型系统体积很大，由线缆造成的线设备向小型化和低功耗方向快速发展，无线系统对射频收功耗要求愈来愈高。这些需求对射频器件与天线的功耗、体挑战。此前，业界对各种射频器件开展了大量研究并取得重

华南理工大学博士学位论文小型化、功耗和性能水平已接近其极限。器件的小型化通常伴随着电性能指标其尺寸与电性能的综合性能受制于电路的 Q 值，难以从单器件的设计上取得进。但是，快速发展演进的无线系统提出了更高的要求，特别是 5G 无线部分的，因此，采用新方法、发展新理论进一步降低射频模块的体积与功耗具有重要。

【参考文献】：
博士论文
[1]基于波导的微波毫米波空间功率合成技术研究[D]. 宋开军.电子科技大学 2007

硕士论文
[1]微带滤波天线的研究与设计[D]. 段文.华南理工大学 2016
[2]线阵双反射面空间功率合成天线的研究[D]. 王立新.华南理工大学 2012



本文编号：3244832