【摘 要】
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随着5G通信技术的发展,通信系统对天线的性能要求越来越高,使得各种小型化、高性能、多功能的天线层出不穷。在众多天线设计中,端射天线具有低剖面、高增益和端向辐射等优点,非常适用于5G移动通信、卫星通信等领域。而天线和滤波器的一体化设计可以使天线同时具有辐射和滤波两种功能,有利于整个系统的小型化和集成化。因此,本论文基于二元偶极子端射天线和八木天线的工作原理,并结合国内外端射天线和滤波天线的研究现状,
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随着5G通信技术的发展,通信系统对天线的性能要求越来越高,使得各种小型化、高性能、多功能的天线层出不穷。在众多天线设计中,端射天线具有低剖面、高增益和端向辐射等优点,非常适用于5G移动通信、卫星通信等领域。而天线和滤波器的一体化设计可以使天线同时具有辐射和滤波两种功能,有利于整个系统的小型化和集成化。因此,本论文基于二元偶极子端射天线和八木天线的工作原理,并结合国内外端射天线和滤波天线的研究现状,对具有滤波特性的端射天线进行了研究,设计了四款可应用于5G频段的端射滤波天线,具体的研究工作概括如下:1.设计了一款基于谐振器的二元偶极子端射滤波天线。天线的两个驱动单元和引向器均由半波长微带谐振器构成,可同时具有滤波和辐射双重功能。天线的馈电结构为带有匹配枝节的U形阶跃阻抗谐振器,它不仅作为传输元件将激励信号耦合给两个驱动单元,还在低频边缘产生了一个辐射零点。该天线还通过交叉耦合引入了一个高频辐射零点,进一步改善了天线高频边缘的频率选择性。该天线的阻抗带宽14.2%（3.26-3.76 GHz）,带外抑制水平大于17 d B。因此,该设计实现了一个简单且无需额外的复杂滤波电路的端射滤波天线,其可覆盖5G中Sub-6 GHz的3.4-3.6 GHz频段。2.设计了两款基于谐振器的准八木滤波天线。两款天线均由引向器、驱动单元、反射器和馈电结构组成,通过利用馈电结构耦合激励驱动单元,在通带两侧引入了辐射零点,使天线具有了滤波效果。而且由于馈电结构是由谐振器构成的,可产生一个或多个谐振点,进而可以提高天线的带宽。其中一款天线是基于短路枝节谐振器的准八木滤波天线,其阻抗带宽为12.8%（3.29-3.73 GHz）,带外抑制水平可达25 d B,从而实现了一个简单且高带外抑制水平的端射滤波天线。另一款天线是宽带准八木滤波天线,其阻抗带宽为20.9%（3.17-3.91 GHz）,带外抑制水平大于18 d B,并且通带边缘具有陡峭的滚降特性,从而实现了一个简单且高频率选择性的宽带端射滤波天线。3.设计了一款基于SIW的毫米波端射滤波天线。该天线利用SIW所固有的截止特性实现了天线低频段的带外抑制,以及通过在馈线下方的地板平面上蚀刻平行双线槽来改善天线高频段的带外抑制。从而实现了一个可覆盖5G毫米波n257（26.5-29.5 GHz）频段的毫米波端射滤波天线。
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