移动终端内置小型化多频段天线研究

发布时间：2020-10-26 22:09

　　 近年来,随着移动通信技术的快速发展和LTE标准的兴起,小型化、智能化、多功能及多网络通信制式成为移动终端的发展趋势。天线作为移动终端发射和接收电磁波信号的关键部件,其性能好坏不仅影响信道性能,对终端整体性能也起决定性作用。因此,研究和设计出应用于移动终端的性能良好的小型全网通天线具有重要工程应用价值。本文提出了三种应用于移动终端的4G全网通天线,主要工作和研究内容包括:1.设计了一种小型五频LTE天线。天线总体尺寸为102mm×1Omm×0.8mm,该天线为振子天线,由辐射枝节、短路寄生单元和参考地组成。参考地与短路寄生单元之间通过金属贴片连接在一起。通过加载短路寄生单元及辐射枝节与短路寄生单元的耦合实现多模谐振,从而覆盖天线的高低频段。实测S11小于-6 dB的阻抗带宽分别为0.81～1.05GHz,1.90～2.73GHz。该天线结构简单,频带宽,尺寸小,具有很好的辐射性能。2.研究设计了一种应用于移动通信终端的小型全网通天线。天线的尺寸为98mm×14mm×1mm。天线由不规则形状的参考地和高频辐射分支组成,采用同轴线馈电,该天线的低频段通过参考地的基模实现,高频段由高频辐射分支基模和参考地的高次模实现,并采用调整辐射分支的宽度及参考地的辐射面积提高天线的带宽和增益。实测S11小于-6 dB的阻抗带宽分别为0.82～0.99GHz,1.66～2.84GHz,完全覆盖了4G全网通GSM850/900/DCS1800/PCS1900/UMTS/LTE2300/LTE2500频段,与传统的天线相比,该天线结构简单,带宽宽,具有很好的工程应用价值。3.研究设计了一种应用于POS机的小型全网通天线。天线由平面单极子天线及其寄生耦合枝节组成,该天线的低频部分由E型枝节与短倒L型寄生枝节的耦合实现,天线的高频部分由直接馈电E型枝节、倒C型枝节、寄生单元实现,利用寄生枝节的多模谐振有效地拓展了高频段的带宽。天线的总尺寸为61mm×30mm,实测S11小于-6dB的工作带宽分别为0.8～1.0GHz、1.45～2.90 GHz,完全覆盖了GSM850/900/DCS1800/PCS1900/UMTS/LTE2300/LTE2500频段。该天线结构简单,覆盖范围广,尺寸小,应用于相应POS机中能够获得良好的全向辐射功率(TRP)和全向接收灵敏度(TIS),具有很好的工程应用价值。
【学位单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN828.6
【部分图文】：

图２－２半波偶极子天线??２．?２．?２天线的基本性能参数??１．工作频率和带宽??工作频率是天线最基本的参数，无论是接收还是发射天线，都是工作在一??定的频率范围内，天线的带宽是指有效的频率范围。绝对带宽和相对带宽是常??用的两种带宽。将带宽内的最高频率与最低频率之差称为绝对带宽，绝对带宽??与带宽内中心频率的比值的百分数称为相对带宽［３５］。绝对带宽、相对带宽的表??达式分别如式（２－ｌａ）、（２－ｌｂ）所示。其中，／？为带宽内的最高频率、人为??带宽内的最低频率、／。为带宽内的中心频率。??Ｂ?＝?ｆＨ－ｆＬ?（２－ｌａ）??

电大尺寸环形天线，电大尺寸的环形天线的长度为一个波长。为了降低环形天??线占用的面积，应用于移动终端内置天线场景时，都把环形天线折合，折合后??的天线称之为折叠偶极子天线。如图２－６所示为环形天线和折叠偶极子天线结构??示意图。??１５??

（ａ）环形天线?（ｂ）折叠偶极子天线??图２－６环形天线和折叠偶极子天线??折叠偶极子天线特点：差分信号馈电，自平衡模式谐振，天线总长度为一??个波长，半波偶极子与折叠偶极子天线的电流分布如２－７所示，由于半波偶极子??天线末端的电流为零，为波节点，中端为波腹点，而折叠偶极子天线的长度为??一个波长，因此我们可以将折叠偶极子天线看成为两个半波偶极子天线并联，??其电流幅值约为半波偶极子天线的一半，当天线的输入功率相同时，折叠偶子??天线的输入阻抗约为半波偶极子天线的４倍，其输入阻抗较大。??ｔ?［ｒｎｔ??ｊ?！??ｆ?ｔ?！??个?ｔ?ｔ??个??图２－７半波偶极子和折叠偶极子天线的电流分布??环形天线可以工作于〇．５ｈ?Ｕ，１．５Ｘ多个频段，适合移动终端内置天线多频??段工作的需求。工作于Ｕ的频段是基于环形天线的工作原理
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本文编号：2857580