高性能的5G毫米波天線（陣列）實(shí)現(xiàn)與性能評(píng)估*

呂思涵，何宇奇，趙魯豫,**，張璐，凡澤興

（1.西安電子科技大學(xué)，陜西 西安 710000；2.西安朗普達(dá)通信科技有限公司，陜西 西安 710000）

0 引言

在2019 年世界無(wú)線電通信大會(huì)（WRC-19）之后，面向5G 應(yīng)用的毫米波（mm-wave）技術(shù)受到越來(lái)越多的關(guān)注，其中一系列全球統(tǒng)一的國(guó)際移動(dòng)通信（IMT）毫米波頻段劃分已經(jīng)完成。與傳統(tǒng)的Sub-6 GHz 天線相比，這些新發(fā)布的頻段為毫米波天線帶來(lái)了額外的設(shè)計(jì)規(guī)范和挑戰(zhàn)。隨著毫米波技術(shù)的日趨商業(yè)化，毫米波測(cè)量技術(shù)也逐漸開(kāi)始。本文首先介紹了毫米波技術(shù)的需求和所面臨的挑戰(zhàn)，詳細(xì)地闡述了毫米波技術(shù)的利弊，并結(jié)合毫米波技術(shù)的前沿發(fā)展，本文設(shè)計(jì)出了一款雙頻雙極化毫米波模組天線，該天線陣可以同時(shí)覆蓋N258-N261 的5G NR 頻段，且具有較好的掃描能力，與現(xiàn)有的典型天線陣列設(shè)計(jì)相比，所設(shè)計(jì)天線陣列的隔離度和掃描能力都得到了提升。文章還給出了毫米波測(cè)量技術(shù)考量和不同的測(cè)試系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一款毫米波測(cè)量系統(tǒng)，然后結(jié)合所設(shè)計(jì)的測(cè)量系統(tǒng)給出了本文所設(shè)計(jì)的毫米波模組的評(píng)估效果。

1 毫米波天線的需求及挑戰(zhàn)

1.1 5G毫米波通信頻段的發(fā)展規(guī)劃

5G 中的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是高頻段（毫米波）傳輸。傳統(tǒng)移動(dòng)通信系統(tǒng)包括3G、4G 移動(dòng)通信系統(tǒng)，其工作頻率主要集中在3 GHz 以下，頻譜資源已經(jīng)異常擁擠。而工作在高頻段的通信系統(tǒng)，其可用的頻譜資源非常豐富，更有可能占用更寬的連續(xù)頻帶進(jìn)行通信，從而滿足5G 對(duì)信道容量和傳輸速率等方面的需求[1,4]。因此，世界無(wú)線電通信大會(huì)WRC-15，除了確定了470—694/698 MHz、1 427—1 518 MHz、3 300—3 700 MHz 以及4 800—4 990 MHz 作為5G 部署的重要頻率之外，又提出了對(duì)24.25—86 GHz 內(nèi)的若干頻段進(jìn)行研究，以便確定未來(lái)5G 發(fā)展所需要的頻段[1,5]。在2019年世界無(wú)線電通信大會(huì)（WRC-19）上，各國(guó)代表就5G 毫米波頻譜使用達(dá)成共識(shí)：全球范圍內(nèi)將24.25—27.5 GHz、37—43.5 GHz、66—71 GHz 共14.75 GHz 帶寬的頻譜資源，標(biāo)識(shí)用于5G 及國(guó)際移動(dòng)通信系統(tǒng)（IMT）未來(lái)發(fā)展；在45.5—47 GHz 頻段，部分國(guó)家在腳注中標(biāo)識(shí)用于IMT；在47.2—48.2 GHz 頻段，2 區(qū)（美洲區(qū)）國(guó)家和部分地區(qū)在腳注中標(biāo)識(shí)用于IMT。大量連續(xù)帶寬的毫米波頻譜資源將為5G 技術(shù)在相應(yīng)場(chǎng)景下的大規(guī)模應(yīng)用提供有效支撐，為5G 相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展成熟奠定基礎(chǔ)，從而加速全球5G 系統(tǒng)部署和商用步伐。

目前大量部署的還是Sub-6 GHz 頻段，只有北美、意大利、俄羅斯和日本部署了毫米波的頻譜。但是，5G毫米波的商業(yè)部署也在全球各地逐漸展開(kāi)。美國(guó)的幾大主流通信運(yùn)營(yíng)商包括AT&T、T-Mobile 和Verizon 都已經(jīng)提供了5G 毫米波的商用服務(wù)，包括日本NTT DoCoMo、日本KDDI、韓國(guó)SKT 在內(nèi)的多個(gè)運(yùn)營(yíng)商也已經(jīng)開(kāi)始了5G 毫米波系統(tǒng)商業(yè)部署。GSA 表示，2020 年6 月，僅在24.25—29.5 GHz 頻譜范圍內(nèi)，全球已有42 個(gè)國(guó)家/地區(qū)的123 個(gè)運(yùn)營(yíng)商以試驗(yàn)、許可證、部署或運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)的形式進(jìn)行了5G 毫米波的建設(shè)。

中國(guó)早在2017 年7 月就在24.75—27.5 GHz 和37—42.5 GHz 的5G 毫米波頻率范圍內(nèi)使用5G 技術(shù)開(kāi)展研發(fā)試驗(yàn)。中國(guó)工業(yè)和信息化部在2020 年3 月《關(guān)于推動(dòng)5G 加快發(fā)展的通知》中明確指出，將結(jié)合國(guó)家頻率規(guī)劃進(jìn)度安排，組織開(kāi)展毫米波設(shè)備和性能測(cè)試，為5G 毫米波技術(shù)商用做好儲(chǔ)備，適時(shí)發(fā)布部分5G 毫米波頻段頻率使用規(guī)劃。2019 年以來(lái)，中國(guó)IMT-2020（5G）推進(jìn)組統(tǒng)籌規(guī)劃，分三個(gè)階段推進(jìn)5G 毫米波的試驗(yàn)工作：2019年重點(diǎn)驗(yàn)證5G 毫米波關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)特性；2020 年重點(diǎn)驗(yàn)證5G 毫米波基站和終端的功能、性能和互操作，2020 到2021 年開(kāi)展典型場(chǎng)景應(yīng)用驗(yàn)證。

從圖1 中可以看到，5G 毫米波可以提供四倍于5G Sub-6 GHz 中頻的速率，而5G Sub-6 GHz 中頻，又可以提供五倍于4G LTE 和5G 低頻的速率，也就是說(shuō)，5G毫米波的平均速率可以達(dá)到4G LTE 的20 倍以上。當(dāng)然，從圖中還可以看到，相較于速率的對(duì)比，5G 毫米波的覆蓋面積是最小的，而5G 的Sub-6 GHz 中頻次之，覆蓋能力最強(qiáng)的，還是4G LTE 和5G 的低頻段，這也就是為什么進(jìn)入5G 時(shí)代，700 MHz 的頻段依然是各個(gè)運(yùn)營(yíng)商垂涎的“黃金頻段”。

圖1 4G、5G中頻與5G毫米波的覆蓋和速率比較

1.2 毫米波的傳輸特性

毫米波天線技術(shù)應(yīng)用于5G 移動(dòng)通信，是一柄雙刃劍。因?yàn)楹撩撞ǔ痰牟ㄩL(zhǎng)，可以使毫米波天然地具有集成射頻器件、實(shí)現(xiàn)緊湊封裝的優(yōu)勢(shì)。可以把非常多的天線集中在非常小的區(qū)域內(nèi)，且方便使用高指向性的波束賦形技術(shù)。

然而毫米波超短的波長(zhǎng)，使得其大氣衰減相較于低頻更為嚴(yán)重，必須更為謹(jǐn)慎地選擇通信頻段。從圖2 可以看到，在24—30 GHz 的頻段范圍內(nèi)，有一個(gè)明顯的傳輸窗口，這一頻段也就自然而然成為5G 毫米波的首選頻段。即使選用24—30GHz 的頻段，也可以明顯地看到，該頻段的衰減也明顯大于6 GHz 以下頻段。

圖2 微波毫米波波段的大氣衰減

利用Friis 傳輸公式，理解毫米波的傳輸特性就比較容易，如圖3，假設(shè)收發(fā)天線面對(duì)面放置，發(fā)射天線和接收天線增益分別為Gt和Gr，發(fā)射和接收天線的等效口徑為。那么，可以分別計(jì)算式發(fā)射和接收天線的增益為：

圖3 收發(fā)天線傳輸特性計(jì)算模型

將式(1) 和式(2) 代入式(3) 中，可以得到：

式(4)實(shí)際上可以說(shuō)明，如果保持收發(fā)天線口徑不變，接收天線的功率反而和頻率平方成正比。但是為了和低頻的天線保持一樣的口徑，在毫米波段，必須采用組陣的方式，用更多的單元組成的高增益陣列，來(lái)對(duì)抗路徑損耗。因此，高增益、有自適應(yīng)波束形成和波束控制能力的天線陣列，自然成為5G 在毫米波段應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)[6]。

2 應(yīng)用在實(shí)際手機(jī)終端中的毫米波天線需求及實(shí)例

2.1 5G手機(jī)終端毫米波天線的要求

毫米波技術(shù)由于其更寬的絕對(duì)帶寬，被認(rèn)為是進(jìn)一步提高可用數(shù)據(jù)速率的關(guān)鍵技術(shù)。然而，與Sub-6 GHz的頻帶相比，5G 毫米波頻段在傳播損耗、覆蓋范圍和通信阻塞等方面都面臨著挑戰(zhàn)。因此，在基站和移動(dòng)終端中都需要毫米波天線陣列的高增益和波束控制能力。

在如圖4 所示的旗艦5G 移動(dòng)終端中，包含了20 多個(gè)天線，包括4 個(gè)LTE 高頻段、4 個(gè)5G N1/N3/N38/N41 天線和4 個(gè)5G N77/N79 天線以支持4×4 MIMO 操作、2 個(gè)或更多支持雙頻和雙MIMO 模式的Wi-Fi 天線、2 個(gè)覆蓋中低頻段的LTE 天線，以及至少1 個(gè)GPS 天線。顯然，由于存在Sub-6 GHz 天線、金屬邊框和全面屏，毫米波天線陣列的空間非常有限。考慮到用戶手部遮擋和毫米波的覆蓋范圍，至少需要2 個(gè)毫米波陣列。通常在圖4 中，安裝毫米波陣列的最佳區(qū)域標(biāo)記為區(qū)域5/6。因此，十分需要具有高增益、寬掃描角度和緊湊尺寸的毫米波天線陣列。而與傳統(tǒng)的Sub-6 GHz 天線相比，這些新增的多個(gè)毫米波頻帶為天線帶來(lái)了額外的設(shè)計(jì)規(guī)范和挑戰(zhàn)，尤其是在移動(dòng)終端的場(chǎng)景中。為了克服毫米波段相對(duì)較高的路徑損耗并提高波束覆蓋能力，寬角掃描相控陣是移動(dòng)終端應(yīng)用毫米波天線設(shè)計(jì)的首選解決方案。同時(shí)，毫米波天線陣列應(yīng)該覆蓋盡可能多的毫米波頻段。因此，毫米波天線陣的雙頻/多頻設(shè)計(jì)成為必然。另一方面，為了實(shí)現(xiàn)多輸入多輸出（MIMO）操作并緩解多徑衰落效應(yīng)，還需要雙極化的天線陣列。因此，移動(dòng)電話中的毫米波天線需要具有雙極化功能的多頻帶覆蓋性能，同時(shí)必須在有限的尺寸內(nèi)構(gòu)造以形成緊湊的天線模塊。這樣的設(shè)計(jì)規(guī)范，不僅對(duì)學(xué)術(shù)界，而且對(duì)工業(yè)界，都是非常具有挑戰(zhàn)的。

圖4 5G時(shí)代具有金屬邊框和全面屏的移動(dòng)終端的各種頻帶天線模塊的位置

2.2 商用毫米波手機(jī)及天線模組分析

2018 年底，美國(guó)高通公司推出旗下的第一代QTM052 毫米波天線模塊[8]，如圖5 所示，它具有波束成形、波束控制以及波束跟蹤技術(shù)，支持26.5—29.5 GHz（n257）、27.5—28.35 GHz（n261）和37—40 GHz（n260）毫米波頻段。

圖5 高通公司的第一代及第二代毫米波模塊（與1美分硬幣比較）

三星公司的S10 手機(jī)成為首款采用5G 毫米波芯片組通信的手機(jī)，它使用了三個(gè)高通公司的毫米波天線模塊。如圖6 所示，高通公司毫米波模塊QTM052 采用了堆疊貼片和寄生貼片的設(shè)計(jì)用于提高工作帶寬，同時(shí)配備了偶極子天線和貼片天線用于在兩個(gè)方向?qū)崿F(xiàn)信號(hào)覆蓋，在兩個(gè)天線單元之間還設(shè)計(jì)了周期性排列的貼片用于提高整個(gè)天線陣列的隔離度。整個(gè)天線模組的尺寸為4.81×19.03×2 mm3。此外，如圖7 所示，美國(guó)蘋果公司在2020 年底發(fā)布的iPhone12 中也采用了多個(gè)毫米波模塊，可以看出部分毫米波模塊的天線采用了高低頻分離的設(shè)計(jì)，但是由于手機(jī)內(nèi)部的空間非常有限，這樣無(wú)疑使得占用的尺寸進(jìn)一步增大。

圖6 高通公司毫米波模塊QTM052結(jié)構(gòu)分析

圖7 蘋果公司iPhone12中的毫米波模塊

目前可以看到，無(wú)論是高通公司還是蘋果公司，采用的毫米波天線模組、毫米波天線本體都是采用基本的PCB工藝，再和毫米波的前端進(jìn)行二次封裝，最終毫米波天線模組輸出頻段在Sub-6 GHz 的IF（中頻）信號(hào)，輸出的接口通常是IPEX 接口。目前從公開(kāi)渠道獲取的信息，高通已經(jīng)發(fā)布了更新一代的毫米波天線模組：QTM545 及QTM547，其中QTM545 專門針對(duì)手機(jī)終端的應(yīng)用，而547 則主要針對(duì)CPE 等應(yīng)用。相比于QTM525 的模組，545 在長(zhǎng)度上增加了0.8 mm，寬度上減小了0.7 mm，而高度略有增加，最終的封裝尺寸為23.8 ×3.5 ×2.15 mm，直接支持n257/n258/n260/n261 四個(gè)頻段。最終的天線單元個(gè)數(shù)從4 個(gè)增加到了5 個(gè)，而最終的EIRP 大于32 dBm。

圖8 為毫米波天線模組的構(gòu)成框圖。

圖8 毫米波天線模組的構(gòu)成框圖

2.3 一種緊湊寬掃描的毫米波雙頻雙極化天線設(shè)計(jì)

在文獻(xiàn)[10]中，提出了一種本課題組設(shè)計(jì)的緊湊的雙頻雙極化毫米波貼片天線陣，它具有良好的隔離度和波束掃描性能。采用電容饋電技術(shù)和寄生貼片的疊層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得該天線陣列能夠在低頻和高頻獲得較寬的工作帶寬。天線單元的結(jié)構(gòu)如圖9 所示，其中頂部的較小的貼片（圖9（b））用于產(chǎn)生較高的諧振頻率，而底部的尺寸較大的貼片（圖9（c））用于產(chǎn)生較低的諧振頻率。天線單元采用雙探頭饋電方式實(shí)現(xiàn)±用雙探線極化。此外，為了增加工作帶寬，饋電探針通過(guò)2 個(gè)圓片將能量耦合到底部貼片，其圓片是通過(guò)在底部貼片上切割2 個(gè)環(huán)形槽來(lái)實(shí)現(xiàn)的。與直接將饋電探針連接到貼片相比，這種間接饋電會(huì)帶來(lái)額外的電容，以抵消探針饋電的感應(yīng)性。此外，底部方形貼片的4 個(gè)角被切割，用以進(jìn)一步微調(diào)其諧振頻率并減少貼片的占地面積。頂部貼片在39 GHz 頻段工作，其阻抗匹配和更高的增益是通過(guò)在貼片的中間開(kāi)一個(gè)方孔來(lái)實(shí)現(xiàn)的。此外，在頂部貼片周圍引入4 個(gè)彎曲的寄生條，以在41 GHz 頻帶附近產(chǎn)生額外的諧振模式，從而拓寬天線單元在高頻處中的工作帶寬。

圖9 文獻(xiàn)[10]中提出的毫米波天線單元的幾何結(jié)構(gòu)

如圖10 所示，為了減少陣列的占地面積，并提高2個(gè)波段的波束掃描性能，在26 GHz 下，將元件間距縮小到小于0.36 波長(zhǎng)。由于陣元間距較小，為了提高陣元之間的隔離度，采用了2 種有效的解耦方法，從而將陣列的隔離度提高了6-15 dB。

圖10 文獻(xiàn)[10]中具有解耦結(jié)構(gòu)的4單元貼片天線陣

如圖11 和圖12 所示實(shí)測(cè)和仿真結(jié)果表明，該天線陣可以同時(shí)覆蓋n258-n261 的5G NR 頻段。反射系數(shù)和隔離度的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與模擬結(jié)果一致，表明了該天線陣列在5G 毫米波終端通信中具有巨大潛力。

圖11 文獻(xiàn)[10]中天線陣列的實(shí)測(cè)S參數(shù)

圖12 文獻(xiàn)[10]中天線陣列的仿真S參數(shù)

3 毫米波關(guān)鍵性能測(cè)試與評(píng)估

隨著5G 通信技術(shù)、無(wú)人駕駛技術(shù)、星聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的逐漸演進(jìn)，對(duì)于毫米波頻段的無(wú)線通信、雷達(dá)、遙感遙測(cè)等方面的應(yīng)用需求越來(lái)越迫切，對(duì)該頻段無(wú)線性能的評(píng)估就顯得尤為重要。無(wú)論是5G 毫米波頻段的終端、CPE等設(shè)備采用的天線前端，還是車載雷達(dá)以及衛(wèi)星系統(tǒng)，均需要精準(zhǔn)高效的OTA 測(cè)試系統(tǒng)。

對(duì)于研發(fā)人員來(lái)說(shuō)，便攜高效的OTA 測(cè)試系統(tǒng)是他們夢(mèng)寐以求的，能夠在研發(fā)階段快速評(píng)估天線及無(wú)線性能；另外，針對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)線，又需要搬運(yùn)方便且測(cè)試精準(zhǔn)高效的快速評(píng)估系統(tǒng)。所以，毫米波的測(cè)試系統(tǒng)，往往不同于傳統(tǒng)的微波暗室，需要兼顧精準(zhǔn)度、移動(dòng)性、速度和便捷性。

3.1 測(cè)試方案考量

毫米波測(cè)試方案，首先考慮的就是場(chǎng)區(qū)（圖13）。理想的測(cè)量場(chǎng)地應(yīng)該滿足均勻平面波條件，即等相位面是一個(gè)平面，并且在電磁波傳播的方向上沒(méi)有幅度衰減。天線的方向圖、增益、極化等電參數(shù)測(cè)量是在滿足遠(yuǎn)區(qū)距離條件的外場(chǎng)進(jìn)行的。根據(jù)天線遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試條件可知，當(dāng)目標(biāo)尺寸D很大而波長(zhǎng)λ很短時(shí)，測(cè)試距離R必須很大，有些天線的最小測(cè)試距離可能需要幾公里乃至幾十公里，實(shí)際中無(wú)法實(shí)現(xiàn)。另外，外場(chǎng)測(cè)試還存在受氣候影響大、保密性差、背景電平高等缺點(diǎn)；而室內(nèi)遠(yuǎn)場(chǎng)，又礙于毫米波衰減、空損和精準(zhǔn)度的要求，顯得尤為不便。

圖13 天線輻射場(chǎng)區(qū)劃分

3.2 近場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)

在Sub-6 GHz 最典型的近場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)就是球面近場(chǎng)多探頭測(cè)試系統(tǒng)，如圖14 所示的法國(guó)MVG 公司產(chǎn)品，是行業(yè)內(nèi)最早推出的毫米波多探頭測(cè)試系統(tǒng)。

圖14 法國(guó)MVG推出的18-50 GHz球面多探頭近場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)[11]

該系統(tǒng)在圓環(huán)上布置多個(gè)測(cè)試探頭，通過(guò)電子開(kāi)關(guān)的切換，實(shí)現(xiàn)了不同位置的輻射近場(chǎng)采樣，再利用近遠(yuǎn)場(chǎng)變換算法，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)場(chǎng)外推。由于電子開(kāi)關(guān)的切換比較快速，所以該系統(tǒng)測(cè)試效率極高，為低頻段中業(yè)內(nèi)所青睞，成為了最主流的移動(dòng)通信OTA 設(shè)備。但是一旦上升到毫米波段，根據(jù)空間采樣定理的要求，如果繼續(xù)按照低頻多探頭系統(tǒng)的原則，那么就要在比較近的間距排布非常多的探頭，一方面制造成本上升，另一方面探頭之間的互耦會(huì)對(duì)最終的測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生較大的影響。目前解決這種問(wèn)題的辦法是，探頭之間保持一定距離，然后采用過(guò)采樣的方式，也就是整個(gè)裝有多探頭的圓環(huán)，相對(duì)于待測(cè)物做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)多次改變多探頭的位置，等效實(shí)現(xiàn)了較密的采樣。表1 給出了不同頻段最大的待測(cè)物尺寸與過(guò)采樣倍數(shù)的關(guān)系，可以看到，在50 GHz 頻段，如果要實(shí)現(xiàn)大于300 mm 的待測(cè)物測(cè)量，需要至少15 倍的過(guò)采樣。

表1 不同頻段最大的待測(cè)物尺寸與過(guò)采樣倍數(shù)的關(guān)系

除了采用多探頭，實(shí)際上，近場(chǎng)測(cè)試也可以用單探頭配合能夠進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)的機(jī)器進(jìn)行。通過(guò)空間上移動(dòng)探頭，實(shí)現(xiàn)了滿足采樣要求的多個(gè)空間位置的采樣，如圖15 所示，為朗普達(dá)科技的單探頭近場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

圖15 朗普達(dá)采用搖臂實(shí)現(xiàn)圓周運(yùn)動(dòng)的單探頭測(cè)試系統(tǒng)LMDMTS-112及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)[12]

3.3 毫米波陣列波束覆蓋能力的評(píng)估

在前述的單探頭近場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)中，想要評(píng)估完整的毫米波天線陣列的波束掃描能力，還需要額外的設(shè)備幫助，以便于對(duì)天線實(shí)現(xiàn)指定的配相。棱研科技的波束成型控制器就是比較好的選擇。

BBox 16 個(gè)端口單獨(dú)可控，可獨(dú)立調(diào)整每一通道的相位以控制波束掃描，還可調(diào)整各通道的幅度以抵消線損，如圖16 所示。將圖10 中的四單元雙頻雙極化毫米波天線陣列，通過(guò)SPMP 電纜連接到BBox 的端口上，再一起放置到LMD-MTS-112 系統(tǒng)的DUT 轉(zhuǎn)臺(tái)上，如圖17 所示。通過(guò)軟件配置不同的相位組合，再利用圖18 的測(cè)試軟件控制測(cè)試及提取測(cè)試數(shù)據(jù)，最終可以得到圖19所示的測(cè)試波束圖。從圖19 的（a）與（b）的對(duì)比中，可以看到實(shí)測(cè)與仿真的吻合度非常好。為了更好地將陣列的掃描能力可視化，分別在26 GHz 和38 GHz 仿真了將圖10 中所示陣列放置在手機(jī)殼體短邊的3D 方向圖，并將典型的掃描波位方向圖分別展示在圖20 和圖21 中。

圖16 棱研科技的BBoxTM One波束成型控制器[13]

圖17 在單探頭近場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)中采用BBox實(shí)現(xiàn)一個(gè)四單元雙極化陣列的掃描能力評(píng)估

圖18 LMD-MTS-112系統(tǒng)的測(cè)試軟件及近場(chǎng)采樣數(shù)值

圖19 圖10中所示陣列的單極化在26.6 GHz時(shí)的掃描波束圖

圖20 圖10所示陣列的正45°極化在26 GHz的3D掃描方向圖（掃描φ角，固定θ=90°）

圖21 圖10所示陣列的正45°極化在38 GHz的3D掃描方向圖（掃描φ角，固定θ=90°）

4 結(jié)束語(yǔ)

本文闡述了5G 毫米波技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r和關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，并給出了5G 毫米波技術(shù)背景下的毫米波商用實(shí)例，然后在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一款性能更加優(yōu)良的毫米波陣列天線，結(jié)合所設(shè)計(jì)的毫米波測(cè)量系統(tǒng)，給出所設(shè)計(jì)天線的具體評(píng)估效果。接下來(lái)，將進(jìn)一步研究毫米波的其它關(guān)鍵技術(shù)，包括毫米波頻段下的一維、二維寬角掃描、單頻單極化和雙頻雙極化寬角掃描。