一種新型六邊形寬帶毫米波MIMO天線

李凱佳, 杜成珠, 鄭煒晴, 焦哲晶

(上海電力大學 電子與信息工程學院, 上海 200090)

近年來,隨著通信技術的不斷發展,移動通信逐漸從第一代通信發展到目前廣為普及的第四代移動通信,且第五代通信技術商用測試正在穩步進行中。隨著5G通信系統的飛速發展,人們對通信設備的性能也提出了新的要求。相比4G通信,5G能提高10倍的信號傳輸速率、降低至毫秒級別的傳輸延時,以及上百倍的終端設備連接。但目前無線通信使用的頻譜資源十分有限,因此利用高頻段通信是5G移動通信的必然趨勢[1]。

毫米波(Millimeter Wave,mm Wave)多天線技術是滿足海量數據高速率通信需求的關鍵技術之一。與現有的微波頻段不同,毫米波的頻譜資源十分豐富,但毫米波信號繞射能力差、在空氣中衰減大,因此對抗嚴重的路徑損耗是毫米波通信亟待解決的問題。多天線技術(Multiple Input Multiple Output,MIMO)是在信號發射端使用多個發射天線,同時在信號接收端也對應地使用多個接收天線構成的多路信號傳輸物理路徑。相比單天線系統,其傳輸容量得到極大的提升。毫米波天線尺寸小、易集成,因此在毫米波傳輸中結合MIMO能夠取得良好的效果。

微帶天線具有重量輕、體積小、剖面低以及易集成于微波電路等優點,因此在移動通信、電子導航、雷達信號等領域有著廣泛的應用。但由于微帶天線有帶寬窄和輻射增益低等缺點,其帶寬一般只達到0.7%～7.0%,從而限制了微帶天線的應用范圍[2]。如何拓展微帶天線的帶寬成為熱門的研究課題?！?br>