文档介绍：5G微带阵列天线
要求:,厚度为1mm,,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=,W=。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,%,。
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。%。
图 6 方向图
由方向图可以看出2×,第一副瓣电平为-,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%。,第一副瓣电平为-。
参考文献
[1] ITU Global Standard for International Mobile munications[S]. IMT-Advanced,Circular letter, ITU-R March 2008.
[2] N. Takehiro, N. Satoshi, B. Anass Benjebbour, et al., Trends in Small Cell Enhancements in LTE Advanced[J]. munications Magazine. ,,, 98-105.
[3] O. Aliu,A. Imran, M. Imran, et al., A survey of anization in future works[J].munications, 2011, ,,1-26
[4] . Marzetta, Noncooperative cellular wireless with unlimited numbers of base station antennas [J].IEEE Trans,