Ka波段高增益有源陣列天線的研究.pdf

1、近年來，隨著5G通信和衛(wèi)星通信的快速發(fā)展，將來無線通信系統(tǒng)的天線將變得越來越復(fù)雜。而天線的小型化問題將是未來的研究重點(diǎn)。有源天線由于體積小、頻帶寬等優(yōu)點(diǎn)受到各國研究者關(guān)注。
　　本文針對當(dāng)前發(fā)展導(dǎo)向進(jìn)行選題研究，主要研究頻段為Ka波段，論文主要研究功率放大器、四元切比雪夫陣列天線、四元有源陣列天線、16元切比雪夫陣列天線的設(shè)計(jì)以及16路有源陣列天線的設(shè)計(jì)，并完成部分實(shí)物制作與測試。各部分內(nèi)容如下：
　　1、基于Hittite

2、公司的HMC383LC4芯片的小型化功率放大器的設(shè)計(jì)與制作，用ADS2008軟件仿真分析了射頻輸入與輸出端的阻抗連續(xù)性變換，由測試結(jié)果表明，在28.44~29.24GHz頻段內(nèi)S11＜-10dB，增益約為6.34dB。
　　2、四元切比雪夫陣列天線設(shè)計(jì)。為了降低旁瓣，提高子陣增益，增加天線的抗干擾能力以及為隨后的天線集成留有更多的排布空間，設(shè)計(jì)了一種可用于5G通信和衛(wèi)星通信的微帶線陣，由測試結(jié)果表明，在28.77~29.58 GH

3、z頻段內(nèi)，無源子陣S11＜-10 dB，H面即垂直方向3 dB波束寬度為10.58°，H面第一旁瓣電平為-16.4 dB，主波束上最大增益為11.48dB，實(shí)測與仿真結(jié)果基本吻合。
　　3、四元有源陣列天線的設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)天線的小型化，則需要在無源子陣后面集成一個(gè)功率放大器電路，需要對先前設(shè)計(jì)的功率放大器的射頻輸出端進(jìn)行改進(jìn)，在本文中選擇玻璃珠絕緣子用于天線與功率放大器集成，由測試結(jié)果表明，有源集成子陣的回波損耗S11＜-10dB

4、的阻抗帶寬為27~31GHz，比無源子陣有更寬的帶寬，這主要是寬帶功率放大器與無源子陣集成在一起使天線帶寬變寬。
　　4、16元切比雪夫陣列天線的設(shè)計(jì)。采用切比雪夫綜合法可以降低陣列天線的旁瓣電平，提高陣列天線的抗干擾能力以及具有更好的方向性。在設(shè)計(jì)中，通過串并聯(lián)饋電方式組陣，即可以減小了天線尺寸，也降低了饋線的損耗。
　　5、16路有源陣列天線的設(shè)計(jì)。16個(gè)射頻放大器和64個(gè)天線元件通過16個(gè)玻璃珠絕緣子集成在單個(gè)PCB板