小型移动终端天线及MIMO天线的设计

发布时间：2020-03-29 04:43

【摘要】：近年来,智能移动终端产业发展迅速,手持移动终端的功能越来越多。因此,终端内部留给天线的空间越来越小,天线的设计难度也随之增加。但天线尺寸的减小会导致带宽等参数变差,因此,研究应用于不同频段的小型化宽带移动终端天线具有很重要的现实意义。同时,为了满足目前越来越快的通信速率的需求,可以在发射端和接收端放置多个天线,组成MIMO系统,从而可以减少误码率,提升信道容量。基于此背景,本文设计了几款应用于不同频段的小型移动终端天线及MIMO天线。本文的主要研究内容包括:1.应用于LTE/WWAN八频段的小型手持移动终端天线设计。天线由馈电枝节、短路枝节和带阻匹配电路组成。通过采用耦合馈电结构,在短路枝节上嵌入集总电感及加载带阻匹配电路等方法,实现了天线的小型化宽带设计,天线尺寸为28.7×12.5mm~2。短路枝节产生的四分之一波长谐振与带阻匹配电路作用下天线产生的谐振点共同作用,覆盖LTE700/GSM850/900等频段;馈电枝节产生的四分之一波长谐振与短路枝节产生的高阶谐振点共同工作,覆盖DCS/PCS/UMTS/LTE2300/2500等频段。实测结果表明,天线的-6 dB反射系数带宽可以覆盖698-960MHz和1710-2690MHz频段,同时,方向图、效率及增益等参数也满足实际要求。2.应用于sub-6GHz频段的十单元MIMO天线设计。单元天线形式为微带线馈电的T形开路缝隙,天线分别在3500MHz和5600MHz产生谐振。为了调节天线的阻抗匹配,拓宽频段,采用T形微带线进行馈电。该MIMO天线采用空间分集与极化分集相结合的方法来提高单元之间的隔离度。实测结果表明,每个单元的-6 dB反射系数带宽都可以覆盖3300-3800MHz和4800-5925MHz频段,两相邻单元之间的隔离度在11 dB以上,同时,方向图、效率、增益及ECC等参数也满足实际要求。3.应用于2.4-GHz/5-GHz WLAN频段的高隔离度两单元MIMO天线设计。为了实现小型化宽带天线的设计,单元天线采用耦合馈电结构。短路枝节在低频产生的谐振点用于覆盖2.4-GHz WLAN频段;馈电枝节产生的谐振点与短路枝节在高频产生的谐振点共同作用,覆盖5-GHz WLAN频段。为了提高MIMO天线的隔离度,在两单元之间添加了一个混合去耦结构,包括用于提高2.4-GHz WLAN频段隔离度的突出地板和用于提高5-GHz WLAN频段隔离度的地板缝隙。此外,为了缩减突出地板的尺寸,在地板枝节上嵌入了两个8.2-nH的集总电感。实测结果表明,天线的-10 dB反射系数带宽可以覆盖2400-2484MHz和5150-5850MHz频段,两单元天线之间的隔离度在20 dB以上,同时,方向图、效率、增益及ECC等参数也满足实际要求。
【图文】：

其基本谐振模式为 4谐振。单极子天线的某些优良特性，使其从 1G 时代就开始被应用于无线通信设备中，如图1.1(b)所示的鞭状天线。单极子天线的方向图是全向辐射，不定向辐射方向图使得通信设备在几乎任何方向都可以正确地收发信号。此外，单极子天线还拥有易于阻抗匹配，损耗低和辐射效率高等优点。目前，，平面单极子天线仍然被广泛应用于各种通信设备中[3-6]，为了改善天线性能，天线辐射体一般都放置于地板净空区。单极子天线的一个主要问题是辐射单元整体尺寸过大。一些单极子天线的带宽很宽，可以覆盖所有的 LTE/WWAN 频段，但过大的尺寸使得这些天线主要用于笔记本

用于笔记本电脑或平板电脑的单极子天线
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN822

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本文编号：2605464