基于模式分解的MIMO天线技术研究

发布时间：2017-05-25 19:07

  本文关键词：基于模式分解的MIMO天线技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着用户对移动通信系统容量以及通信可靠性的要求不断提高,近年来多输入多输出(MIMO)技术作为解决该问题的一个有效措施而受到了广泛的研究。对于天线工作者来说则关注于研究并开发适用于移动终端的高隔离度、低相关性的MIMO天线,近年来的一些文献中已经提出了一些提高隔离度的方法,但是这些方法只能有效地应用于高频、单频、窄带MIMO天线的设计中,却无法满足当前移动通信系统对手机天线多频段、宽频带的要求。本文针对这一技术难题,创新性地引入并改进了基于模式分解的MIMO天线设计思想,并设计了几款基于该方法的MIMO天线,结果实现了多频段、宽频带的高隔离度和低相关性。本论文的主要贡献有以下几个方面:1、首先,分析了手机地板对手机单极子天线带宽以及方向图的影响。鉴于地板在手机天线设计中的重要性,提出了基于地板电流模式分解的MIMO天线设计思想;2、在2.5GHz频段上设计并讨论了几款基于模式分解的MIMO天线,所设计的天线均获得了较高的端口隔离度,证明了此方法的有效性。随后,分别分析了空间波耦合和地板电流耦合对端口隔离度的影响,结果表明地板电流耦合会大幅降低天线端口的隔离度,说明了基于地板电流模式分解进行高隔离度MIMO天线设计的合理性;3、设计了一款工作于LTE13频段(746~787MHz)的MIMO天线,该MIMO天线可以获得高于30dB的隔离度和低于0.001的相关性系数,远远优于现有文献中报道的方案;4、设计了三款多频、宽带单天线,三款天线分别可以覆盖六个频段、七个频段以及八个频段。天线设计理念清晰、结构简单、剖面低、性能良好,适用于手机终端。以设计的六频段天线和七频段天线作为单元天线进行合理组合,完成了一款多频、宽带MIMO天线的设计。该MIMO天线在低频段(GSM900)可以获得23dB以上的隔离度,高频段(1710~2690MHz)可以获得18.5dB以上的隔离度,且设计频带内的相关性系数均低于0.01,远远优于现有文献中报道的方案。
【关键词】：手机MIMO天线 模式分解 单极子天线 高隔离度 低相关性
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN919.3;TN820
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 选题背景及意义10-15
• 1.1.1 移动通信系统的发展10-11
• 1.1.2 MIMO技术概述11-13
• 1.1.3 多天线分集方式13
• 1.1.4 MIMO天线的隔离度及相关性系数13-15
• 1.2 国内外研究现状15-18
• 1.2.1 移动终端常用MIMO天线布置方式15-16
• 1.2.2 提高端.隔离度的常见方法16-18
• 1.3 本文研究内容及章节安排18-20
• 第二章 移动终端天线及模式分解20-35
• 2.1 移动终端天线20-23
• 2.1.1 移动终端天线基本要求20
• 2.1.2 移动终端天线主要类型20-23
• 2.2 地板在终端天线系统中的作用23-28
• 2.2.1 地板尺寸对天线带宽的影响研究24-26
• 2.2.2 地板对辐射特性的影响研究26-27
• 2.2.3 终端天线系统的不对称激励偶极子天线模型27-28
• 2.3 特征模理论及模式分解28-31
• 2.3.1 特征模理论28-30
• 2.3.2 模式分解30-31
• 2.4 模式分解在多天线设计中的应用31-34
• 2.4.1 地板电流模式激励方式32
• 2.4.2 多天线设计32-34
• 2.5 本章小结34-35
• 第三章 2.5GHz高隔离度终端MIMO天线设计35-51
• 3.1 第一类MIMO天线设计35-45
• 3.1.1 方案一35-39
• 3.1.2 方案二39-42
• 3.1.3 方案三42-45
• 3.2 第二类MIMO天线设计45-47
• 3.2.1 天线结构45-46
• 3.2.2 地板电流模式分析46
• 3.2.3 天线性能46-47
• 3.3 影响端.隔离度的主要因素分析47-49
• 3.3.1 空间波耦合对端.隔离度的影响47-48
• 3.3.2 地板电流耦合对端.隔离度的影响48-49
• 3.4 本章小结49-51
• 第四章 LTE 13频段高隔离度终端MIMO天线设计51-57
• 4.1 天线结构51-52
• 4.2 地板电流模式分析52-53
• 4.3 天线性能53-56
• 4.4 本章小结56-57
• 第五章 多频段高隔离度终端MIMO天线设计57-73
• 5.1 多频段手机单天线设计57-65
• 5.1.1 六频缝隙天线设计57-60
• 5.1.2 七频单极子天线设计60-62
• 5.1.3 八频单极子天线设计62-65
• 5.2 多频段高隔离度MIMO天线设计65-71
• 5.2.1 多天线布局方案65-66
• 5.2.2 地板电流模式分析66-68
• 5.2.3 天线性能68-71
• 5.3 本章小结71-73
• 第六章 总结与展望73-75
• 6.1 论文内容总结73
• 6.2 本论文特色与创新73-74
• 6.3 后续工作展望74-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-80
• 攻读硕士学位期间取得的成果80-81

【参考文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 周林亚;移动终端天线及MIMO多天线研究[D];西安电子科技大学;2013年

2 刘汉江;多频宽带平面手机天线研究[D];华南理工大学;2013年

  本文关键词：基于模式分解的MIMO天线技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：394694