下一代無線系統(tǒng)中的毫米波天線技術(shù)

第1章 緒論 1
1.1　毫米波天線的需求及挑戰(zhàn)　1
1.1.1　5G毫米波通信頻段的發(fā)展?fàn)顩r　2
1.1.2　毫米波的傳輸特性　9
1.1.3　毫米波的穿透特性　11
1.2　毫米波技術(shù)發(fā)展歷程及展望　12
1.3　毫米波的饋電網(wǎng)絡(luò)、常用的傳輸線結(jié)構(gòu)及板材選取　13
1.4　毫米波的技術(shù)優(yōu)勢　18
1.5　本章小結(jié)　21
參考文獻(xiàn)　22

第2章　毫米波天線的基本類型　23
2.1　偶極子及八木天線　23
2.1.1　印刷振子　23
2.1.2　雙極化組合　25
2.2　縫隙天線　25
2.2.1　理想縫隙天線　26
2.2.2　矩形波導(dǎo)縫隙天線　28
2.2.3　背腔縫隙天線　32
2.2.4　基于波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的毫米波天線設(shè)計舉例　35
2.3　微帶天線　39
2.3.1　微帶天線基本理論　39
2.3.2　雙極化天線單元設(shè)計及損耗分析　41
2.3.3　雙頻雙極化天線單元設(shè)計　45
2.4　磁電偶極子　50
2.4.1　概述　50
2.4.2　毫米波雙極化磁電偶極子天線　53
2.4.3　基于差分饋電的毫米波雙極化磁電偶極子天線　59
2.5　本章小結(jié)　69
參考文獻(xiàn)　69

第3章　毫米波天線陣列基礎(chǔ)　71
3.1　毫米波天線陣列需求分析　71
3.2　商用毫米波天線產(chǎn)品分析　73
3.2.1　高通（Qualcomm）　73
3.2.2　Kymeta與Alcan Systems　77
3.2.3　星鏈（Starlink）　78
3.3　一維線陣　82
3.3.1　雙頻雙極化毫米波陣列設(shè)計　82
3.3.2　一種帶有寄生貼片的雙極化天線單元設(shè)計　92
3.4　二維相控陣　98
3.4.1　利用FADDM邊界仿真毫米波相控陣　98
3.4.2　雙極化磁電偶極子天線陣列設(shè)計　102
3.4.3　天線陣列的加工與測試　105
3.5　透射陣列　108
3.5.1　透射陣列單元的設(shè)計　108
3.5.2　透射天線陣列設(shè)計　115
3.6　縫隙陣列　136
3.6.1　波導(dǎo)縫隙天線陣列　136
3.6.2　毫米波波導(dǎo)縫隙天線陣列設(shè)計實例　140
3.7　本章小結(jié)　147
參考文獻(xiàn)　148

第4章　毫米波天線陣列進(jìn)階　149
4.1　寬角掃描陣列天線影響因素分析　149
4.2　電磁帶隙的分析與設(shè)計　151
4.2.1　AMC和EBG特性分析　151
4.2.2　AMC和EBG結(jié)構(gòu)特性的應(yīng)用　158
4.3　基于電磁帶隙技術(shù)的5G毫米波的寬角掃描天線陣列　160
4.3.1　基于EBG地板的單極化毫米波寬角掃描陣列　160
4.3.2　基于UC-EBG結(jié)構(gòu)的雙極化毫米波寬角掃描陣列　175
4.4　超寬帶緊耦合及寬角匹配層技術(shù)　184
4.4.1　天線陣列設(shè)計　185
4.4.2　天線的阻抗匹配　192
4.5　毫米波全雙工技術(shù)　199
4.5.1　全雙工技術(shù)概述　199
4.5.2　全雙工技術(shù)在毫米波中繼器上的應(yīng)用　200
4.6　本章小結(jié)　202
參考文獻(xiàn)　202

第5章　毫米波天線和器件的加工工藝及制造技術(shù)　206
5.1　機(jī)械加工及表面處理　206
5.2　3D打印-金屬/介質(zhì)打印　208
5.3　毫米波無源集成技術(shù)與工藝　218
5.3.1　LTCC技術(shù)簡介　218
5.3.2　毫米波LTCC集成技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀　220
5.3.3　毫米波LTCC的材料　223
5.3.4　IPD工藝　223
5.4　毫米波常見的RFIC工藝　224
5.4.1　常見的毫米波有源前端基本架構(gòu)　224
5.4.2　常用的毫米波RFIC工藝　227
5.5　本章小結(jié)　236
參考文獻(xiàn)　236

第6章　毫米波天線及系統(tǒng)的性能評估　238
6.1　毫米波天線的測試系統(tǒng)概述　238
6.2　毫米波遠(yuǎn)場及緊縮場測試　244
6.2.1　緊縮場設(shè)計方案　244
6.2.2　緊縮場測試系統(tǒng)　256
6.3　毫米波近場測試系統(tǒng)　259
6.3.1　平面近場測量系統(tǒng)　259
6.3.2　球面近場測量系統(tǒng)　263
6.3.3　球面波展開　264
6.3.4　天線散射矩陣　267
6.3.5　球面波函數(shù)　268
6.3.6　球面波模展開系數(shù)　274
6.3.7　平面近遠(yuǎn)場變換仿真驗證與分析　278
6.3.8　球面近遠(yuǎn)場變換仿真驗證與分析　286
6.3.9　測試誤差分析　290
6.4　毫米波陣列的波束掃描測試　297
6.4.1　概述　297
6.4.2　毫米波陣列波束覆蓋能力的評估　300
6.5　本章小結(jié)　304
參考文獻(xiàn)　304

第7章　毫米波的典型應(yīng)用場景　310
7.1　概述　310
7.2　毫米波通信系統(tǒng)應(yīng)用　310
7.3　毫米波短距離高速數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用　313
7.4　毫米波感知應(yīng)用　315
7.5　毫米波無線充電應(yīng)用　317
7.6　展望　318
附錄　典型低溫共燒陶瓷技術(shù)設(shè)計準(zhǔn)則　320