毫米波5G应用的三波段可穿戴天线设计

摘要

本文介绍了一种用于5G频段毫米波应用的印刷单极天线。天线的工作频率为28 GHz, 38 GHz和60 GHz (V波段)。为了小型化设计，采用了共面波导(CPW)的馈电方式。三波段天线的总体尺寸为4mm × 3mm × 0.25 mm。附加于表带和人体组织，比如皮肤，这种天线可以产生稳定的结果。在28ghz、38ghz和60ghz频段，天线的增益分别为5.29 dB、7.47 dB和9db。在表带上的整体模拟辐射效率为85%。对比研究，该天线体积小，结构简单，并且具有高增益和辐射效率，是智能5G设备的良好选择。

仿真参数

设计最终最佳天线形状的四个步骤：

 ANT-I研制了一种带CPW馈源的矩形单极天线(anti)，其谐振频率为30GHz;

 ANT-II优化矩形单极天线谐振频率为28GHz，阻抗带宽为26-31 GHz;

 ANT-III为了产生额外的60 GHz频段，ANT II中引入了一个u形槽，增加u形产生了      两个频段，其中一个频段足以跨越5G通信系统所需的频率范围;

 ANT IV中，在PATCH的上边缘挖空一个c形槽，在38 GHz频段增加一个谐振点。挖槽方法不仅可以增强阻抗带宽，还可以改善目标频率处的阻抗匹配；

  

天线设计包括一个50欧姆的CPW馈线和一个印刷的矩形单极子。

• 工作频率：28GHz、38GHz、60GHz

• 导体厚度：0.035mm

• 介质材料：Rogers R/Duro