小型化多频带智能手机天线的研究和设计

发布时间：2017-10-14 02:00

  本文关键词：小型化多频带智能手机天线的研究和设计

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【摘要】：随着第三代移动通信的大规模建设和第四代移动通信的稳定发展,手机终端不仅要覆盖第二代GSM850/900/1800/1900和第三代UMTS2100移动通信系统的工作频带,而且还要满足第四代LTE2300/2500移动系统工作频带的要求。虽然现在的手机尺寸越来越大,但是手机主板上留给天线的空间却越来越小,所以伴随着手机天线工作频段的增加和尺寸的减小,手机终端的小型化和多频化将会是我们工作的热点和难点。首先,本论文设计了两款小型化的手机天线。其中,第一款手机天线采用加载分布式的LC谐振电路技术,体积仅为15×28×4mm~3,并且实现了七频段WWAN/LTE2300/2500的覆盖。接下来,第二款手机天线采用平面印刷结构,面积仅为15×36mm~2,通过加载电池的缺陷地板和天线的结合,不仅可以实现智能手机超薄化,而且覆盖了八频段LTE/WWAN,比第一款天线多了LTE700频段。以上两款天线均经过仿真和测试,良好的结果证明了它们可以应用于实际移动终端设备。其次,运用两种不同的方法实现了全球卫星导航系统一体化的小型化WWAN/LTE/GNSS手机天线的设计。其中,第一种方法是基于耦合馈电技术来实现天线的小型化和宽频段的覆盖;第二种方法是基于可重构技术,通过控制二极管的导通和关闭来控制天线两种不同的工作模式,从而实现了小型化和宽频段的目的。以上两款天线的仿真和测试结果均达到了设计目标,并且可以应用于实际的智能手机设备。最后,本论文设计了一款工作于WWAN/LTE/WLAN/Wi MAX频段的小型化MIMO手机天线系统,首先完成小型化MIMO天线单元的设计,体积仅为12×10×3.5mm~3,仿真和测试结果达到相关的性能指标后,在单天线的基础上改变双天线单元的三种布局结构,然后对比调试双天线单元之间的隔离度、ECC和S参数等,最终成功地完成了MIMO双天线系统的设计。
【关键词】：手机天线 小型化 多频带 耦合馈电
【学位授予单位】：中国计量学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN828.6;TN929.53
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-14
• 1 绪论14-21
• 1.1 研究背景和意义14-15
• 1.2 研究历史和现状15-19
• 1.3 论文内容组织安排19-21
• 2 手机天线的小型化宽频段技术21-28
• 2.1 耦合馈电技术21-24
• 2.2 分布式电感加载技术24
• 2.3 开缝技术24-25
• 2.4 可重构技术25
• 2.5 LC谐振电路加载技术25-26
• 2.6 匹配电路加载技术26-27
• 2.7 本章小结27-28
• 3 小型化多频段手机天线设计28-43
• 3.1 引言28
• 3.2 小型化七频段WWAN/LTE手机天线设计28-36
• 3.2.1 天线的结构28-30
• 3.2.2 设计过程和参数分析30-33
• 3.2.3 天线的测试结果与讨论33-36
• 3.3 小型化八频段LTE/WWAN手机天线设计36-42
• 3.3.1 天线的结构36-38
• 3.3.2 结果和讨论38-42
• 3.4 本章小结42-43
• 4 全球卫星导航系统一体化的小型化WWAN/LTE/GNSS手机天线设计43-57
• 4.1 引言43
• 4.2 基于耦合馈电技术的小型化WWAN/LTE/GNSS手机天线设计43-50
• 4.2.1 天线的结构43-44
• 4.2.2 天线参数研究与分析44-47
• 4.2.3 天线测量结果与讨论47-50
• 4.3 基于可重构技术的小型化WWAN/LTE/GNSS手机天线设计50-56
• 4.3.1 天线的结构50-51
• 4.3.2 结果和讨论51-56
• 4.4 本章小结56-57
• 5 一种工作于WWAN/LTE/WLAN/Wi MAX频段的小型化MIMO手机天线系统57-65
• 5.1 引言57-58
• 5.2 MIMO天线单元的设计58-60
• 5.2.1 天线单元的结构58-59
• 5.2.2 仿真结果和讨论59-60
• 5.3 MIMO双天线系统的设计60-64
• 5.3.1 天线的布局一60-61
• 5.3.2 天线的布局二61-62
• 5.3.3 天线的布局三62
• 5.3.4 测试结果和讨论62-64
• 5.4 本章小结64-65
• 6 总结65-66
• 参考文献66-71
• 作者简历71-72

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本文编号：1028319