1. 研究目的与意义（文献综述）
研究背景与意义：在信息时代的今天，各类智能移动终端、不同网络电商app、众多云端在线服务正让我们享受到无线通信技术无所不在、无时不用的方便与快捷。随着全球通信业务的迅速发展，作为未来个人通信主要手段的移动通信技术己经引起人们的极大关注，由2g、3g再发展到当前的4g技术，无线通信已取得突破性进展，在4g通信技术为人们带来更多便利的背景下，以智能化为标志的传输更高速、性能更优良、安全性更佳的5g（第五代移动通信技术）应运而生，5g网络的无线传输速率将达到千兆每秒[1]，5g网络将实现对大型物联网的支持，高达数百亿台低成本的设备和传感器将被连接进这张网络，从家用电器到医疗器械，从公路到田间地头，5g网络将支持任何事物之间的相连，移动通讯领域也将迎来新的机遇和挑战。
无线频段与带宽无疑是手机通信网络早期试运行的主要瓶颈。虽然可以通过动态分配频谱来增强闲置频谱运用的能力，但是最彻底的解决方案仍应该是开发新的超高频频谱空间。因此，5g网络瞄准了毫米波波段，可在30 ghz ~ 300 ghz频率范围内选择合适的工作频段，除了有着带宽极宽的特点，毫米波还具有波束窄、副瓣低、安全性高等诸多优点。由于毫米波所处频段高，干扰较少，所以传播稳定可靠。
在2011至2014年间，nyu wireless（美国纽约无线）研究组分别在德克萨斯州的奥斯汀和纽约市完成了世界上首次基于28 ghz、38 ghz、60 ghz和73 ghz，在室内、室外以及设备到设备（d2d）的无线信道的测量[2][3][4]，通过实际测量可控波束蜂窝通信天线得到的结果，证实了将毫米波用于5g蜂窝通信的可行性。
2. 研究的基本内容与方案
研究内容与目标：本课题计划设计一套工作于28 ghz频段、与手机pcb电路集成的毫米波微带贴片天线，能够用于未来5g通信移动手机终端。利用商用仿真软件feko，其核心算法采用矩量法moments of method (mom)，在“Ｚ型”阿尔福德天线基础上进行改进优化，通过仿真计算，设计出一种性能良好的毫米波天线，通过得到的方向图、增益、反射系数等结果，分析所设计的天线结构的优缺点，并根据结果进行总结和改进，满足多频带、小型化的要求。可选改进措施比如，通过尝试设置材料比如加磁性片，合理降低sar值[14]，平衡trp（全向辐射功率）与sar值的关系，在保证正常通信的条件下，减少对人体不必要的辐射，等等，使之能够更好的应用于5g手机通信当中。
拟采用的技术方案及措施：
总体设计流程如图4所示，首先回顾微带天线的基本分析方法，在掌握了环形微带天线的分析方法和手机天线设计的要点之后，以一款工作于2.45ghz的“Ｚ型”阿尔福德环形天线为例，利用feko仿真软件，探究其设计原理，吸取其结构优势，进行频率缩尺，达到28ghz的基本频率要求，随后进行结构创新和优化，对天线的四个“翼”进行一些弯折、变形和结构紧凑设计。最后，试探索拓展频带、优化尺寸、降低sar值的方法，确定最终的平面微带天线结构，以满足设计要求，在达到设计目标后，结合实验室情况，做出天线实物。
3. 研究计划与安排
第1－3周：查阅相关文献资料，明确毫米波波段的平面微带天线各种结构，了解所需设计参数，包括谐振频率、辐射方向图、辐射效率、反射系数等。确定方案，完成开题报告。第4－6周：根据已有研究成果，确定进行本课题研究的基本路线和具体方案。研习28ghz小型化平面微带天线的几类结构特点与物理原理，包括与此相关的无线馈电技术、商用软件feko基本使用方法等。
第7－10周：开始进行设计与优化计算。以一款工作于2.45ghz的“Ｚ型”阿尔福德环形天线为例，利用feko进行仿真计算，对天线各性能参数进行仿真分析，吸取其结构优势，进行频率缩尺，完成28 ghz频段平面微带环形天线的设计工作，随后进行结构创新和优化，对天线四“臂”进行弯折、变形，结构紧凑设计等。
第11－12周：探索拓展频带、优化尺寸、降低sar值的方法，不断调整结构，继续利用feko对天线各性能参数进行优化，寻求合理的优化结构，达到设计目的以满足5g通信微蜂窝小区环境要求。
4. 参考文献（12篇以上）
[1]孟滨. mwc看高通对5g的愿景和创新:[ol].http://m.cnmo.com/4g/538541.html，2016.2.25．[2]theodore rappaport. spectrum frontiers: the new world of millimeter-wave mobile communication[ol].https://transition.fcc.gov/oet/5g/workshop/keynote rappaport nyu.pdf 2016，march 10．
[3]y. azar，g. n. wong，kangping wang，r. mayzus，j. k. schulz，hang zhao，f. gutierrez，duckdong hwan,t.s.rappaport. 28 ghz propagation measurements for outdoor cellular communications using steerable beam antennas in new york city[j]. communications (icc) 2013 ieee international conference on，2013（9-13 june）：5143 – 5147．
[4]ahmed m. al-samman，tharek a. rahman，jamal nasir. time dispersion characteristics for wideband channel in 28 ghz millimeter wave band for 5g cellular networks[j]. signal processing its applications (cspa), 2015 ieee 11th international colloquium on，2015（6-8 march）：1 – 4．
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