應用于5G終端的天線設計

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1、雅衫＿碩士學位論文Ｉ參應用于５Ｇ終端的天線設計Ｉ作者姓名陳思雨指導教師姓名、職稱劉英教授申請學位類別工學碩士學校代碼10701學號1502120860分類號TN82密級公開西安電子科技大學碩士學位論文應用于5G終端的天線設計作者姓名：陳思雨一級學科：電子科學與技術(shù)二級學科：電磁場與微波技術(shù)學位類別：工學碩士指導教師姓名、職稱：劉英教授學院：電子工程學院提交日期：2018年6月AntennaDesignfor5GTerminalApplicationsAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentof

2、therequirementsforthedegreeofMasterinElectromagneticFieldandMicrowaveTechnologyByChenSiYuSupervisor:LiuYingTitle:ProfessorJune2018西安電子科技大學學位論文獨創(chuàng)性（或創(chuàng)新性）聲明秉承學校嚴謹?shù)膶W風和優(yōu)良的科學道德，本人聲明所呈交的論文是我個人在導師指導下進行的研宄工作及取得的研宄成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝中所羅列的內(nèi)容以外，論文中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研宄成果；也不包含為獲得西安電子科技大學或其它教育機構(gòu)的學位或證書而

3、使用過的材料一。與我同工作的同事對本研宄所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學位論文若有不實之處一切法律責任，本人承擔本人簽名■〇：膝日期Ｌ．＞：＾西安電子科技大學關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解西安電子科技大學有關(guān)保留和使用學位論文的規(guī)定，即：研宂生在校攻讀學位期間論文工作的知識產(chǎn)權(quán)屬于西安電子科技大學。學校有權(quán)保留送交論文的復印件，允許查閱、借閱論文；學?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容，允許采用影印、縮印或其它復制手段保存論文＾■同時本人保證，結(jié)合學位論文研宄成果完成的論文、發(fā)明專利等成果，署名單位為西安電子科技

4、大學。本人簽名：ｍＪＳ導師簽名：．Ｍ日期：ＸＩＬ？〇日期：純‘摘要摘要隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，目前全球已處于4G系統(tǒng)規(guī)模商用階段。然而，4G系統(tǒng)的標準已無法滿足人們對于更高數(shù)據(jù)傳輸速率的需求。因此，5G成為當前移動通信產(chǎn)業(yè)的關(guān)注焦點。面向2020年及未來的5G系統(tǒng)研發(fā)正在全球范圍內(nèi)如火如荼地開展。未來的5G系統(tǒng)將著眼于全頻段，即不僅局限于低頻段（6GHz及以下頻段），也將考慮高頻段（毫米波頻段）。天線作為移動通信的前沿神經(jīng)系統(tǒng)，其研究與設計對移動通信起著至關(guān)重要的作用。而5G終端作為5G商用的基礎(chǔ)模塊之一，5G終端天線的設計必將成為5G部署的重要環(huán)節(jié)

5、之一。鑒于此，本文對可應用于5G終端的天線進行了研究與設計。首先，本文對多輸入多輸出（Multiple-InputMultiple-Output,MIMO）手機天線的設計基礎(chǔ)以及相控陣天線的設計原理進行了研究。對手機天線設計中經(jīng)常采用的天線類型進行了分析。對MIMO手機天線設計中經(jīng)常采用的去耦合方法進行了研究總結(jié)。對相控陣天線的工作原理進行了闡釋。其次，針對5G低頻段，設計了4款5G手機天線。這4款天線均工作在3.5GHz，可以實現(xiàn)對3.4-3.6GHz頻段的覆蓋。第一款天線采用8個L形單極子縫隙單元。通過優(yōu)化縫隙參數(shù)和饋電線結(jié)構(gòu)，可將天線凈空減小到1.5mm。該天線結(jié)構(gòu)簡單且凈空小，適

6、用于現(xiàn)在的寬屏手機。第二款天線采用L形單極子縫隙單元和倒F天線（InvertedF-shapedAntenna,IFA）單元兩種單元結(jié)構(gòu)，組成混合型天線。利用兩種單元不同的輻射機制，提高了天線的隔離度。第三款天線采用8個IFA單元，利用正交極化以及中心對稱結(jié)構(gòu)提高了單元間的隔離度。第四款天線和第三款天線結(jié)構(gòu)相似，不同的是將單一的IFA單元換成L形單極子縫隙單元和IFA單元兩種單元結(jié)構(gòu)，隔離度可以達到12.5dB以上。最后，針對5G高頻段，設計了2款相控陣手機天線。這2款天線均工作在28GHz，可以實現(xiàn)對27-29GHz頻段的覆蓋。第一款天線是一款8單元一維線性相控陣天線，天線單元采用印刷

7、偶極子天線。將天線單元按一定的間距合理排列，形成一維線性相控陣，最終實現(xiàn)寬角域波束掃描。第二款天線是一款可以對空間進行360波束掃描的天線陣。該天線陣由四個一維線性相控陣組成，其中三個線性陣采用的天線單元為耦合饋電的矩形貼片天線。這三個線性陣兩兩正交放置在地板頂部，可實現(xiàn)在前、上、下三個方向上的波束掃描。第四個線性陣采用的天線單元為偶極子天線，該線性陣放置在地板底部，用來覆蓋后方空間。本文針對5G低頻段和高頻段所設計的手機天線，其在