李凯佳, 杜成珠, 郑炜晴, 焦哲晶

(上海电力大学 电子与信息工程学院, 上海 200090)

近年来,随着通信技术的不断发展,移动通信逐渐从第一代通信发展到目前广为普及的第四代移动通信,且第五代通信技术商用测试正在稳步进行中。随着5G通信系统的飞速发展,人们对通信设备的性能也提出了新的要求。相比4G通信,5G能提高10倍的信号传输速率、降低至毫秒级别的传输延时,以及上百倍的终端设备连接。但目前无线通信使用的频谱资源十分有限,因此利用高频段通信是5G移动通信的必然趋势[1]。

毫米波(Millimeter Wave,mm Wave)多天线技术是满足海量数据高速率通信需求的关键技术之一。与现有的微波频段不同,毫米波的频谱资源十分丰富,但毫米波信号绕射能力差、在空气中衰减大,因此对抗严重的路径损耗是毫米波通信亟待解决的问题。多天线技术(Multiple Input Multiple Output,MIMO)是在信号发射端使用多个发射天线,同时在信号接收端也对应地使用多个接收天线构成的多路信号传输物理路径。相比单天线系统,其传输容量得到极大的提升。毫米波天线尺寸小、易集成,因此在毫米波传输中结合MIMO能够取得良好的效果。

微带天线具有重量轻、体积小、剖面低以及易集成于微波电路等优点,因此在移动通信、电子导航、雷达信号等领域有着广泛的应用。但由于微带天线有带宽窄和辐射增益低等缺点,其带宽一般只达到0.7%～7.0%,从而限制了微带天线的应用范围[2]。如何拓展微带天线的带宽成为热门的研究课题。……