多频段4G手机内置天线的研究与设计

发布时间：2017-09-02 05:37

  本文关键词：多频段4G手机内置天线的研究与设计

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【摘要】：伴随着无线移动通信技术的迅猛发展,大数据,云计算的时代已经来临,出现在我们身边的一个明显的变化就是我们所使用的手机终端设备迎来了一次又一次的变革。现在正处于4G阶段,为了能够适应第四代移动通信系统所带来的冲击,手机终端的内置天线设计也需要进行一次改革,目前,手机终端天线趋向小型化、多功能化、稳定化发展。但是,天线的多功能化、小型化与稳定性是相互矛盾的。所以,如何解决这个矛盾是目前天线设计所考虑的最主要的问题。为了适应现代移动通信系统的需求,设计的手机内置天线不仅要包括3G和4G通信系统的工作频带,而且还应兼容2G无线通信系统的工作频带。因而研究和设计小尺寸、多频段、稳定性好的手机内置天线具有非常好的实践意义。可重构天线这一概念的提出对于研究和设计小尺寸多频段手机内置天线具有很大的推动作用。然而,可重构天线的设计仅仅处在萌芽时期,仍然存在许多难题,而且大部分都偏向于理论设计。因此,对于手机终端可重构天线的研究与设计仍然需要付出大量的努力,冲出种种阻碍。首先,本论文介绍了手机天线起源和发展历程,结合理论把常见的几种类型的手机内置天线做了比较分析,并介绍了目前广泛应用于手机天线加工设计的激光直接成型技术(Laser Direct Structuring)。其次,本论文简单介绍了天线的相关基本概念和参数：方向图、方向性、增益、效率、输入阻抗、带宽等。简要的陈述了两种可能用在可重构天线设计当中的射频开关器件的工作原理和类型。并结合实际例子对目前应用成熟的手机天线、型化与多频化技术方法进行了归纳。再次,针对当今内置手机天线设计难点和热点,本论文设计了一个新颖的内置手机天线：采用耦合馈电的地面环天线,其频段包括GSM850/GSM900/DCS1800/ PCS1900/UMTS2100/LTE2300/WLAN2400/LTE2500。对于频率可重构内置手机天线研究,本文又设计了一款通过改变馈电点位置来实现频率可重构的手机内置天线,可覆盖GSM850/GSM900/GPS1575/DCS1800/PCS1900/UMTS2100/ LTE2300/WLAN2400八个频段。最后对本论文进行总结,总结了多频段手机内置天线和可重构天线研究的意义,并指出了论文中所设计的天线的不足之处和对未来手机内置天线发展的展望。
【关键词】：手机天线 激光直接成型技术 多频段 可重构天线
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN828.6
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 研究的背景和意义9-10
• 1.2 手机天线研究现状与发展趋势10-12
• 1.3 激光直接线路成型（Laser Direct Structuring）12-13
• 1.3.1 LDS技术简介12-13
• 1.3.2 LDS技术的优势及发展趋势13
• 1.4 本论文的主要工作与内容安排13-15
• 第二章 天线相关的知识和理论15-24
• 2.1 天线的定义15
• 2.2 天线的基本电参数15-18
• 2.3 手机天线的主要几种类型及其理论分析18-21
• 2.3.1 PIFA天线18-19
• 2.3.2 单级子天线(Internal Planar Monopole)19-21
• 2.4 微波开关基本理论21-23
• 2.5 本章小结23-24
• 第三章 手机天线小型化多频段技术24-38
• 3.1 天线小型化方法24-25
• 3.2 天线多频化方法25-37
• 3.2.1 地面开槽技术26-31
• 3.2.2 集总元件或电路加载技术31-34
• 3.2.3 耦合馈电技术34-35
• 3.2.4 可重构技术35-37
• 3.3 本章小结37-38
• 第四章 一种多频段共地环天线的设计38-52
• 4.1 天线的尺寸结构38-40
• 4.2 天线的设计及参数分析40-49
• 4.3 天线的仿真与测量结果分析49-51
• 4.4 本章总结51-52
• 第五章 一种多频段可重构天线的设计52-66
• 5.1 天线的设计思路52-55
• 5.2 天线的尺寸结构55-57
• 5.3 天线的设计及参数分析57-61
• 5.4 天线的仿真与测试结果分析61-64
• 5.5 本章总结64-66
• 第六章 总结与展望66-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-74

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本文编号：776730