文档介绍：5G微带阵列天线
要求：利用介质常数为2．２，厚度为1mｍ，损耗角为0。0009的介质，设计一个工作在5G的4X4的天线阵列。
评分标准：
良:带宽<７％
优：带宽>７％且效率大于60％
1微带辐射贴片尺寸估算
设计微带天线的第一步是选择合适的介质基板，假设介质的介电常数为，对于工作频率f的矩形微带天线，可以用下式设计出高效率辐射贴片的宽度W，即为：
式中,c是光速,辐射贴片的长度一般取为;这里是介质内的导波波长,即为：
考虑到边缘缩短效应后,实际上的辐射单元长度Ｌ应为:
式中，是有效介电常数，是等效辐射缝隙长度。它们可以分别用下式计算，即为：
由所给要求以及上述公式计算得辐射贴片的长度Ｌ=19。１5ｍm,Ｗ＝２3。72mm。采用非辐射边馈电方式,模型如图1所示:
图１ 单元模型
此种馈电方式，可以通过移动馈电的位置获得阻抗匹配，设馈电点距离上宽边的偏移量为dｘ，经仿真得到当dx=4mm时,阻抗匹配最好。另外,之前计算出的尺寸得到的谐振点略有偏移，经过仿真优化后贴片尺寸变为L=19mｍ，W＝。仿真结果图如图2，图3所示。
图2 S11参数
图３ 增益图
从图中可以看出谐振点为5GHｚ,计算的相对带宽为2。2％，增益为5．78dB。
2. 2×2阵列设计
设计馈电网络并组阵,模型图如图4所示。
图4 2×2微带天线阵列
图 ５ Ｓ11参数
由Ｓ1１参数可以看到2×2阵列天线谐振点为５GHｚ,且此时的S１1＝—１9ｄＢ，说明反射损耗小，匹配良好。相对带宽约为2。8％.
图 ６ 方向图
由方向图可以看出2×2阵列天线的增益为13．９6dＢ，第一副瓣电平为－１０。６ｄB，可知组阵能使天线的增益变高.
3。 4×4阵列天线
天线阵列如图7所示：
图７ ４×4阵列天线
图8 S１1参数
图9 方向图
由S11参数图可以看到谐振点在5GHz，反射损耗较小,带宽约为２%。由方向图可以看到增益约为１9。9６dB,第一副瓣电平为-1１。79dB。
参考文献
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