1、基站天線作為無線移動通信中連接用戶通訊的橋梁，通過信息交換和處理中心，實現(xiàn)各種通訊終端之間的信息發(fā)送和接收，是移動通信系統(tǒng)中至關(guān)重要的一部分。第四代移動通信大規(guī)模商用的實際經(jīng)驗以及第五代移動通信如火如荼的開發(fā)測試都表明，基站天線越來越成為制約系統(tǒng)性能的瓶頸。在新一代無線移動通信的關(guān)鍵技術(shù)中，亟待解決的與基站天線相關(guān)的難點和挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)為：在保持天線小型化的同時，擴展頻帶，實現(xiàn)多種通信制式的兼容；提高隔離度，實現(xiàn)同頻同時全雙工；抑制多輸

2、入多輸出系統(tǒng)中陣列天線單元之間表面波的傳輸，減小無線通信信道的相關(guān)性，從而實現(xiàn)良好的抗多徑干擾效應(yīng)，增加通信容量；改善無線同頻接入/回傳系統(tǒng)中收發(fā)天線陣列間輻射場的互耦，縮小系統(tǒng)尺寸，避免產(chǎn)生自激，填補覆蓋盲區(qū)從而提高通信網(wǎng)絡(luò)的衍射覆蓋能力。新一代無線移動通信基站天線關(guān)鍵技術(shù)的突破不僅包含無限的商業(yè)價值，也是天線領(lǐng)域的前沿技術(shù)之一，充滿巨大的學(xué)術(shù)價值，尤其是極高隔離度和去耦合技術(shù)的研究?；诙囝l帶/寬頻帶天線和人工超材料的相關(guān)基礎(chǔ)理論，

3、本文重點研究了以下四個方面：多頻帶小型化天線的設(shè)計、寬帶極高隔離度天線的設(shè)計、多輸入多輸出天線陣中天線單元去耦合結(jié)構(gòu)的設(shè)計和應(yīng)用于無線中繼系統(tǒng)的電磁隔離結(jié)構(gòu)的設(shè)計。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴介紹了新一代無線移動通信系統(tǒng)的研究背景和發(fā)展趨勢。回顧了新一代無線移動通信基站天線關(guān)鍵技術(shù)的國內(nèi)外研究動態(tài)，主要從移動通信基站天線、人工超材料和自干擾信號對消技術(shù)這三個方面進行介紹。根據(jù)博士期間具體的研究項目，歸納總結(jié)了本文的主要創(chuàng)新點，并介

4、紹了全文的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排。⑵針對微帶天線及饋電網(wǎng)絡(luò)進行了理論分析，并介紹了矩形微帶貼片、圓形微帶貼片、微帶功分器和微帶定向耦合器的一般性設(shè)計方法。之后，針對工作于4G FDD-LTE頻段1的小型化低剖面微基站天線陣，提出了一種小型化的雙頻帶雙極化天線。該天線由一種作為寄生單元的圓形貼片和一種作為主輻射單元的準(zhǔn)十字槽圓形貼片組成。這兩種貼片分別印刷于上下兩層介質(zhì)基板上。通過印刷電路板上的金屬過孔對天線進行饋電，實現(xiàn)了良好的阻抗匹配、端

5、口隔離度和穩(wěn)定的輻射方向圖。將該天線單元組成2×2天線陣，并提出了一種簡單的無源饋電網(wǎng)絡(luò)。通過該網(wǎng)絡(luò)，能夠容易地調(diào)節(jié)天線陣列的輸入幅度和相位。該無源電路由四組 T型功分器和兩組正交定向耦合器組成。通過控制饋電端口的相位差，可以實現(xiàn)對陣列方向圖波瓣寬度的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)波束賦形。仿真設(shè)計和實驗測試驗證了該設(shè)計方案的可行性。⑶針對工作于WIFI、4G FDD-LTE頻段7、4G TDD-LTE頻段38的低剖面寬帶極高隔離度全雙工微基站天線，提出了

6、一種新型的磁耦合饋電結(jié)構(gòu)的雙極化微帶天線。該天線的輻射單元采用了一種簡單的矩形微帶貼片。饋電結(jié)構(gòu)印刷于兩張垂直放置介質(zhì)基板的兩面，包含一個金屬開口環(huán)、一個類金屬開口環(huán)和一對開路傳輸線。該新型磁耦合饋電結(jié)構(gòu)以磁耦合的方式對矩形微帶貼片進行激勵，在20％的相對阻抗帶寬范圍內(nèi)，不僅實現(xiàn)了駐波比小于1.5的良好阻抗匹配特性，而且也保證了45dB的極高隔離度。仿真和實測結(jié)果十分吻合，并針對實測隔離度的誤差進行了理論分析。⑷針對分別工作于4G FD

7、D-LTE頻段7、4G TDD-LTE頻段38的極高隔離度MIMO天線陣和小型化超高隔離度微基站天線，基于上述磁耦合饋電天線，分別提出了一種新型人工周期結(jié)構(gòu)和一種無源對消饋電網(wǎng)絡(luò)，進一步提高端口隔離度。針對該新型人工周期結(jié)構(gòu)和無源對消饋電網(wǎng)絡(luò)，進行了加工測試，測試結(jié)果表明隔離度增強效果良好。⑸針對工作于4GFDD-LTE頻段7、4GTDD-LTE頻段38的小型化低剖面無線同頻接入/回傳基站天線陣，基于上述準(zhǔn)十字槽天線，提出了一種新型的超