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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

近年来，随着无线通信系统的传输速度不断提升，宽带技术的优点日趋明显，同时也要求天线能够在较宽频带内具有良好的辐射特性。二十一世纪以来，美国、英国、日本、韩国和我国对60ghz附近频带使用逐步开放，人类也越来越热衷于60ghz附近频带的无线通信技术研究。此外，由于60ghz频带属于毫米波高频段，60ghz对应的波长只有5毫米，那么60ghz微波天线的实物体积将非常小，伴随着微波学者对小型化微波天线的不断追求，因此，60ghz微波天线的设计与实现已成为众多微波学者的研究热点。

就目前毫米波天线设计而言，体积不断减小的天线尺寸和高度集成的芯片技术使用有线互联通信技术遭遇高能耗、延时长等问题，所以现在不少家用电器和企业仪器设备都正不断向无线个人局域网络方向靠拢^[1]。因此，在现有的无线通信领域中，包括自射频识别技术、近场通讯以及智能互联等无线通讯方式也面临挑战，由于这些通讯方式的工作频段较宽，低至mhz频段，高达太赫兹频段。众所周知，无线通信技术发展是需要微波天线支撑的，而目前大多数无线通讯技术的发展正遭受微波天线技术的限制。因此，无论是微波学者还是国防专家都一直在深入高频微波天线的设计与研究工作。

随着各种移动终端设备如手机、蓝牙、手环等等的的普遍使用，人类对无线通信传输的速度提出了较高的要求。现阶段wifi和蓝牙设备的无线传输速度要求越来越高，原有的mbps级别的无线传输速率已经无法满足当前的需求，因此，gbps级别的高速无线通信速率必将是为了的发展趋势^[2-3]。为了能够实现gbps的高速无线数据传输，大多数无线通信制造商都将研究焦点聚焦于30ghz以上的毫米波波段，而其中60ghz 附近频段的高速无线数据传输较为其引人注意。由于60ghz附近频带的不断开放使用，gbps级别的本地数据传输速率即将实现。60ghz无线通信技术的逐步发展，必将给人类带了很大程度的便利。

2. 研究的基本内容

本文基于HFSS电磁仿真软件设计了一款中心频点为60GHz的宽带印刷偶极子天线，该偶极子天线采用微带线巴伦进行耦合馈电，在60GHz频点处实现了较好的阻抗匹配特性。基于HFSS软件详细分析了天线的主要尺寸参数对天线性能的影响，最终确定了整个印刷偶极子天线的结构尺寸。仿真结果表明，该天线在53.5-71.2GHz频率范围内电压驻波比小于2，在驻波比小于2的阻抗带宽内增益大于4.1dB，交叉极化比小于-20dB，前后比大于10dB，此外，该天线单元的E面方向图的对称性较好，且定向辐射能力较强，整体性能较好。该天线可在厚度为0.127mm、介电常数为2.2的Rogers 5880板材上加工实现，整体结构简单，制作方便，成本低。因此，该60GHz偶极子天线可广泛应用于宽带天线、MIMO天线和阵列天线等领域，具有较好的应用前景。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案及预期效果：查阅相关资料，撰写相关材料，进行相关仿真，预期结果与仿真一致。

进度安排：2017年2月10日——2月17日交开题报告；

2017年2月18日——2月28日交毕业设计大纲和设计说明；

4. 参考文献

[1] y．p．zmng，m．sun,l．h．guo．on-chip-antennas for 60ghz radios in silicon technology．

ieee transactions on electron devices，2005，v01．52，no．7：1664-1668

[2] 何仲夏．60ghz射频芯片一无线通信学术和产业界研究的新热点[j]．前沿科学，20lo(2)：50-56