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一款适用于5G应用的双线极化端射天线阵列

DOI：10.1109/ACCESS.2018.2884946 期刊：IEEE Access 出版年份：2018 更新时间：2025-09-09 09:28:46
摘要： 提出了一种工作于60GHz频段、具有端射辐射特性的双线极化天线阵列，该阵列通过组合分别工作于垂直极化（V极化）和水平极化（H极化）的两种磁电偶极子（ME偶极子）实现。基于基板集成波导（SIW）结构，这两种ME偶极子通过共用金属柱壁紧密排列，实现了0.77λ0的单元间距。此外，通过数值分析近距离单元间的互耦问题，并对天线结构进行改进以抑制互耦。所提出的双极化单元在V极化和H极化下分别实现了26%和32%的带宽（|S11|<-14dB）。设计、制作并测量了1×8单元阵列，实测结果与仿真高度吻合。在V极化激励下获得21%的带宽，增益高达16.1dB；在H极化激励下带宽为18%，峰值增益为15.1dB。辐射方向图在工作频段内保持稳定，两种极化的交叉极化均低于-30dB。端口隔离度超过45dB。凭借双极化、端射辐射、稳定增益及高端口隔离等优势，该阵列有望成为未来5G应用的候选方案。
作者： Ao Li，Kwai-Man Luk，Yujian Li
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

提出一种用于未来5G应用的60GHz频段端射辐射双线极化天线阵列，该阵列结合了分别工作于垂直和水平极化的两种磁电偶极子（ME偶极子）。

研究成果

所提出的双线极化端射天线阵列实现了高隔离度、稳定的辐射方向图和良好的增益性能，使其成为未来5G应用的有力候选方案。该设计证明了采用经济高效的PCB技术在紧凑阵列中集成双极化和端射辐射的可行性。

研究不足

设计中面临紧密排列元件间互耦的挑战，需通过精细的结构调整来抑制该现象。V极化激励下的带宽与增益变化幅度大于H极化，表明两种极化方式存在性能权衡。

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