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目前,毫米波通信的发展日新月异,许多通信设备商已经设计出应用于毫米波频段的微基站天线,并在外场测试中取得一系列成果。本论文基于对宏基站天线的性能指标和对毫米波天线的调研,研究设计应用于第五代移动通信的毫米波微基站天线,该天线能够较好的满足微基站天线性能指标。本论文主要的工作内容包括:1.提出一款加载金属铜柱结构的毫米波微基站天线。该天线包括刻蚀“U”型槽的辐射贴片结构、差分馈电线、金属铜柱、金属馈电柱和介质基板。通过差分馈电结构的仿真优化,实现端口180~o差分馈电,进而实现较宽的频带,相对带宽为24.1%(26.6GHz-33.9GHz),端口隔离度达到20dB,平均增益为6.9dBi,交叉极化为17dB,通过改变天线表面的电流强度,从而改善天线辐射方向图性能和阻抗带宽。实测结果表明,天线的VSWR<2在工作频段(26.1GHz-29.1GHz),端口隔离度优于23dB,满足微基站天线的应该要求。2.研究设计了一款加载短路探针结构的毫米波微基站天线,通过微带差分馈电实现输出端口180~o相位差,结合加载探针,使贴片与地面相连接,实现阻抗匹配目的。该天线的相对带宽达到13.6%(28.6GHz-32.8GHz),两端口隔离度在整个频段内高于26dB,能够满足设计指标的要求。最后对加载金属铜柱结构的微基站天线进行加工测试。3.将加载金属铜柱结构的毫米波微基站天线作为单元,研究设计了一种八单元阵列天线,通过优化阵元间距,得到最佳波束,为实现波束赋形提供参考。该天线能够很好满足设计的工作带宽(26.5GHz-30.5GHz),天线单元之间的隔离度为25dB,各极化端口之间的隔离度达到25dB,电压驻波比小于1.5,具有较为稳定的方向图特性和低交叉极化。天线性能满足设计要求,为大规模天线阵列的设计提供了一种参考。综上所述,本论文设计的毫米波微基站天线具有宽频化、稳定方向图等特性,能够满足下一代移动通信的应用要求。