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本文主要研究的是中心频率为27GHz可用于先进封装的毫米波微带贴片天线、1×4天线阵列和无源相控阵。本文首先对毫米波微带贴片天线的工作原理、馈电方式以及微带天线的分析方法进行了详细的介绍。 首先设计了三款不同馈电方式的微带天线，利用HFSS、CST、ADS进行仿真、优化，制造出了实物。通过实测得出，天线的谐振点都在27GHz左右，且微带天线都具有较低的回波损耗。单个天线的相对带宽(S11=-10dB)在1.7％～5.3％之间，E面增益在6.03～6.5dBi之间，H面增益在6.51～8.73dBi，辐射效率为89％～91.3％。实测和仿真结果吻合的很好，天线单元的尺寸在2.77mm×3.59mm～4.4mm×3.3mm之间，实现了低剖面、小型化和宽带宽特点。 其次，因为单个微带天线的增益、带宽都不是很高，为了实现增加带宽和提高增益的目的，在单个微带天线的设计基础上，设计了两种馈电网络的1×4天线阵列。通过仿真、优化得到了性能优良的天线阵，通过PCB工艺制造出天线阵实物。通过实测得出，1×4天线阵列的实测S参数、谐振点与仿真结果差异不大，谐振点都在27GHz附近，带宽在2.8％～5.6％之间。E面增益在13.6～14.45dBi之间，H面增益在13.2～14.1dBi间，辐射效率在89％～94％之间。 最后为了实现天线阵的宽带移相和波束的定向扫描，在1×4天线阵列的前端加了一个4×4巴特勒矩阵，使之形成无源相控阵。巴特勒矩阵包括3dB/900定向耦合器(Hybrid900 Coupler)、0dB跨接器(crossover)、相移器(Phase shifter)。因为巴特勒矩阵可分解、具有对称性。所以首先采用仿真软件设计出了巴特勒矩阵的主要器件，再通过联合仿真设计出了性能优良的巴特勒矩阵和无源相控阵。实测的4×4巴特勒矩阵4个相邻输出端口相位差近似90°，误差在+/-3°。无源相控阵实现了天线阵的宽带移相和波束的定向扫描。无源相控阵的天线增益达到了13.6dBi，主瓣宽度为20度，扫描角度为350°、30°、330°和10°。实测和仿真结果吻合的很好。