有源差分饋電大規模MIMO集成天線研究

《有源差分饋電大規模MIMO集成天線研究》是依託華南理工大學，由崔悅慧擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：有源差分饋電大規模MIMO集成天線研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：崔悅慧
• 依託單位：華南理工大學

項目摘要

大規模MIMO天線技術是移動通信與天線領域的研究熱點，有源集成天線是移動通信基站的關鍵組件，差分饋電天線為差分射頻電路所必需。項目結合有源集成天線、差分饋電天線以及大規模MIMO技術，研究有源差分饋電大規模MIMO集成天線，具有重要科學意義和工程實用價值妹懂市。本項目在充分的前期研究基礎之上，提出了具才民酷有平面結構的雙極化有源差分饋電天線，通過引入人工磁導（AMC）表面降低天線剖面，為大規模MIMO天線集成創造必要條件。具體研究內容包括：（1）有源差分饋電雙極化平面天線；（2）基於AMC表面的有源差分饋電雙極化平面天線低剖面技術；（3）有源差分饋電大規模MIMO集成天線。本項目系統研究差分饋電天線、有源天線、寬頻AMC表面以及有源大規模MIMO集成天線的工作原理和實現方法。通過本項目實施，有望解決移動通信基站天線領域的關鍵技術問題，為有源差分饋電大規模MIMO集成天線的實際工程套用提供理論基礎與技術支持。

結題摘要

大規模MIMO天線技術作為5G無線通信的核心技術之一，其研究引起了極大的關注。為滿足通信系統集成化、高性能化和多功能化的要求，本項目結合差分饋電技術、天線小型化技術、有源集成和解耦技術，研究適用於5G無線通信的大規模MIMO集成天線，具有重要的工程意義和經濟價值。差分電路廣泛套用於通信系統，為實現大規模MIMO集成天線，本課題引入了差分饋電技術。研究差分饋電寬頻天線的基本工作原理駝辣，總結基本設計方法，並提出系列差分饋電寬頻平面天線，包括差分饋電寬頻雙極化平面天線、改進型差分饋電寬頻雙極化平面天線，差分饋電寬頻圓極化平面天線、改進型的差分饋電寬頻圓極化平面天線和基於介質基片集成波導的差分饋電雙極化雙頻/三頻天線。針對天線小型化，分別從降低天線高度和減小天線橫截面尺寸二個維度解決。提出了彎折線型人工磁導表面（AMC表面）和螺旋線型AMC表面，探討了AMC表面對不同極化的天線降低高度的作用，研究表明所提出的AMC表面可有效降低平面天線高度至少50%且與極殼嫌整化無關，並成功辨剃永照研製多個低剖面寬頻天線。另一方面，項目研究提出小型化寬頻雙極化天線，尺寸僅為0.464λ×0.464λ×0.35λ（λ是自由空間中2.2GHz頻點的波長），且其頻寬擴展至63.4%。在差分饋電大規模MIMO集成天線實現方便進行了一些探索研究，並針對密集排布的大規模MIMO天線的解耦問題，提出了“場對消法”，去互耦效果明顯，同時製作了天線模型進行了實測驗證。本項目研究探索了差分饋電大規模MIMO集成天線的基本理論與設計方法，對有源差分饋電集成天線設計提供參考，在天線單元小型化和大規模MIMO天線解耦方面取得技術進步。圍繞這些研究工作，本課題共發表SCI期刊論文11篇，6篇國際學術會議論文，授權專利10項，特別是在天線的頂級期刊IEEE Transactions on Antennas and Propagation上面發表論充辨婆歡文3篇。本研究對天線領域的發展具有重要的科學意義，在移動通信領域具坑頌詢有廣泛的套用前景。