5G超宽带阵列天线小型化关键技术与应用

本文主要探讨了5G通信系统中超宽带阵列天线的关键技术及其小型化设计方法。研究者张申科和杨丰旭，以及尹应增，针对5G网络对高速、大容量数据传输的需求，着重研究了如何通过优化阵列天线设计来提高信号覆盖范围和效率。 首先，他们采用先进的电路仿真软件ADS和电磁场全波仿真软件Ansoft HFSS的结合，设计了一种具有紧耦合性质的偶极子天线单元。这种设计使得天线能够在0.67至3.78 GHz的宽频段内工作，展现出优异的性能，其电压驻波比小于2.0，相对带宽达到了惊人的139.78%。这种设计的一个显著特点是天线的剖面高度极低，仅为40.25毫米，大大减少了空间占用，对于实现5G设备的轻便化和集成化至关重要。 接着，他们进一步探索了通过加载人工磁导体结构来实现低剖面阵列天线的技术。通过构建高阻抗地的人工磁导体，能够有效提升天线在高频段的谐振性能，从而降低天线的高度。具体实验结果显示，当工作频率集中在1.1至2.8 GHz时，该新型阵列天线的电压驻波比依然保持在2.0以下，剖面高度减小到了只有24毫米，相对带宽达到78%。这一创新性技术对于5G天线的设计有着显著的实用价值。 这些研究成果不仅有助于提升5G通信系统的性能，如增加信号强度、减少干扰和提高空间利用率，而且也为未来无线通信设备的小型化和多功能化提供了可能。因此，超宽带阵列天线的低剖面技术和高阻抗地的人工磁导体应用在5G技术中具有广阔的应用前景，将为无线通信领域的进一步发展做出重要贡献。