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移动通信网络的无线信号覆盖依赖于天线。为了满足万物互联及其各项无线垂直业务的低延时、高速率、大容量应用需求,5G(第五代移动通信系统)需要采用Massive MIMO(大规模多进多出)天线阵列。基于这一应用背景,本文选择Sub-6GHz频段大规模天线阵列进行研究。本文首先对Sub-6GHz频段和毫米波频段的Massive MIMO天线技术的研究现状和进展做了简要综述;随后对天线的基本参数和天线阵列的基本原理做了归纳分析;在此基础上,根据我国的5G工作频段,确定了两种实际应用需求的Sub-6GHz频段双极化大规模天线阵列作为研究与设计工作,具体内容如下:1、提出了一种结构紧凑的宽带双极化PCB印刷辐射单元,该辐射单元通过印刷有Г形微带线的PCB巴伦耦合馈电,可在2.1GHz-3.6GHz频带范围内实现良好的阻抗匹配和隔离度,并且具有稳定的方向图特性。在此基础上,提出了一种工作频带为2.515GHz-2.675GHz的64T/R双极化大规模天线阵列的设计方案,利用PCB印刷辐射单元进行组阵设计。紧接着,根据组阵形式提出了一种具有预置下倾功能的三单元子阵馈电网络的设计方法,并通过仿真对比分析,提出了一种有效改善子阵间耦合的边界条件形式。最后,根据设计内容制作了天线实物样机,完成了测试,测试结果与仿真结果基本吻合,达到了设计指标。2、提出了一种工作在3.4GHz-3.6GHz频带内的低剖面金属贴片辐射单元,该辐射单元采用极简的设计结构,贴片和起支撑作用的馈电柱一体化成形,符合空气微带的基本形式,还可利用金属压铸工艺大规模生产,制造简便,成本低廉。然后,针对该辐射单元提出了一种64T/R双极化大规模天线阵列的设计方案,并根据组阵形式完成了子阵馈电网络和阵列边界条件的优化设计。最后,根据设计内容制作了天线实物样机,完成了测试,测试结果均达到了设计指标。以上所设计的两种天线均已达到5G网络的系统要求,相应的批量产品已投入实际使用。