【摘 要】
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在移动数据速率呈现爆炸式增长的今天,5G的未来正呈现出十分广阔的发展空间和应用前景。面向5G应用的天线技术作为影响第五代移动通信系统综合性能的关键技术,目前受到了学术界和工业界的广泛关注。其中,天线的小型化、宽频化、多频化、MIMO化一直是各界研究的重点方向。当设计微波穿戴类天线时,在确保带宽和增益性能参数的基础上,必须充分考虑到其安全性和便利性,安全性指的是其要有较小的辐射后瓣,便利性指的是其要
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在移动数据速率呈现爆炸式增长的今天,5G的未来正呈现出十分广阔的发展空间和应用前景。面向5G应用的天线技术作为影响第五代移动通信系统综合性能的关键技术,目前受到了学术界和工业界的广泛关注。其中,天线的小型化、宽频化、多频化、MIMO化一直是各界研究的重点方向。当设计微波穿戴类天线时,在确保带宽和增益性能参数的基础上,必须充分考虑到其安全性和便利性,安全性指的是其要有较小的辐射后瓣,便利性指的是其要有简单的结构和较小的尺寸。因此,本文立足于行业实际需求,基于头盔应用场景,围绕2.515GHz-2.675GHz频率范围,利用微带贴片天线体积小、重量轻、剖面低、便与微波电路集成等优点,从天线的宽频带、小型化、多波束三个方向出发,借助于电磁仿真软件HFSS,一共设计了三款4×4MIMO天线,并对第二款天线进行了加工测试,具体情况如下:1.利用容性耦合馈电贴片天线的设计原理,设计了一款带宽增强的单层介质板4×4MIMO天线,尺寸为240mm×240mm×3mm,通过在头盔上倾斜安装,可以达到90°的空域覆盖。2.利用金属通孔实现背向微带馈电,设计了一款带有短路柱的双层介质板4×4MIMO天线,尺寸为192mm×192mm×3.8mm,面积更小,在头盔上安装使用更加灵活方便。3.利用巴特勒矩阵原理,设计了一款能够实现二维波束扫描的双层介质板MIMO天线,尺寸为240mm×240mm×3mm,以多波束扫描的方式实现了更广阔的空域覆盖。
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