【摘 要】
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随着通信系统的高速发展,现代4G通信网络基本已覆盖全球,5G通信已经启程并实施,因此,研究电磁偶极子天线作为基站天线对于未来通信基站建设具有很大的潜力。集成基片间隙波导（ISGW）,它可以有效解决毫米波天线存在的电磁泄漏等问题,并且改善天线性能。因此,本文采用ISGW对5G毫米波电磁偶极子天线展开研究,主要的研究工作如下:（1）本文研究并设计了一款新颖的基于ISGW缝隙耦合馈电的毫米波圆极化电磁偶
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随着通信系统的高速发展,现代4G通信网络基本已覆盖全球,5G通信已经启程并实施,因此,研究电磁偶极子天线作为基站天线对于未来通信基站建设具有很大的潜力。集成基片间隙波导（ISGW）,它可以有效解决毫米波天线存在的电磁泄漏等问题,并且改善天线性能。因此,本文采用ISGW对5G毫米波电磁偶极子天线展开研究,主要的研究工作如下:（1）本文研究并设计了一款新颖的基于ISGW缝隙耦合馈电的毫米波圆极化电磁偶极子天线。与传统的线极化规则矩形电偶极子金属贴片不同,该天线为了实现圆极化,对电偶极子矩形金属贴片进行了切角处理。本文利用电磁偶极子设计与分析理论和圆极化天线设计与分析理论,通过电磁偶极子切角前后电场、电流和相位变化,详细地介绍了电磁偶极子和其圆极化的实现原理和设计过程。最终,仿真结果表明:设计的天线主要工作在24.25-27.5GHz毫米波频段,其相对工作带宽（|S11|＜-10d B）约为22.5%,3d B轴比带宽约为9.2%,辐射效率达到95%以上,平均增益约为7.6d Bic,其测试与仿真结果吻合。并且,本文设计的天线与其它同类型天线进行对比可以发现,本文所设计的天线在5G毫米波通信中具有潜在应用价值。（2）本文研究并设计了一款新颖的应用在毫米波的基于ISGW缝隙耦合T型馈电的高增益电磁偶极子天线。不同于传统单传输线馈电形式的电磁偶极子天线,该天线主要通过T型功分馈电网络给电磁偶极子馈电,因此天线的|S11|和增益得到了改善。首先,设计了一款基于ISGW的T型功分器,它可以工作在20-30GHz频率范围内（|S11|＜-15d B）。接着,利用设计的T型功分器,进一步设计了本章的高增益天线。最终,仿真结果表明:设计的天线主要工作在24.25-27.5GHz和27.5-28.35毫米波频段,其相对工作带宽（|S11|＜-10d B）约为23.3%,并且,它的辐射效率基本维持在95%左右,天线的平均增益高达9d Bi,而且其浮动范围小于1d Bi,其测试与仿真结果吻合。与其它同类型的天线进行对比可以发现,本文设计的高增益电磁偶极子天线具有较强的性能,在5G毫米波通信中具有潜在应用价值。
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