手机终端MIMO天线研究

发布时间：2020-09-18 18:29

　　 随着第三代、第四代移动通信网络技术的成熟与普及,第五代移动通信技术也随之映入人们眼帘。自从第三代LTE技术被提出之后,由于频谱资源比较稀缺且终端天线不仅仅需要满足小型化、宽带化、多频化还要具有高信道容量,而MIMO技术在不提高天线带宽的前提下可以成倍的提高系统的信道容量,因此MIMO技术被广泛应用于移动终端中。根据以上的需求,设计具有多频段的多天线系统是必要的,本文提出了五款终端MIMO天线设计方案。首先,讨论了 MIMO系统的原理以及提高隔离度的方法,提出了一款两单元多频段的MIMO天线,采用耦合馈电以及外加电感的方式进行设计,能够覆盖880～960MHz以及1710～2690MHz两个频段范围,该款天线具有高效率,宽带化,小型化的特点,且天线单元之间的相关系数小于0.1。随后,提出了三款八单元天线结构,提出了两种不同的天线类型,对比两种天线类型的优缺点,得出平面天线的效率以及增益相对于3D-IFA类型的天线要差很多,并对单频的3D-IFA天线进行了实物测试,结果表明实物具有良好的方向性、高效率以及高增益等特点,天线的效率大于80%,增益最高可达到2dBi,随后又提出一款超宽带的MIMO天线结构,覆盖的频率范围为3.2～6.3GHz,其增益最高达到4.87dBi。最后,通过对上面的总结,提出了一款10单元MIMO天线系统,该10单元天线覆盖1710～2690MHz和3300～3600MHz两个频段范围,其中二单元部分的增益最高达到8dBi。
【学位单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN828.6
【部分图文】：

逦（ｂ）逡逑图１．１多单元结构设计介绍图逡逑例如Ｍ．Ｙ．Ｌｉ等人采用双极化设计了一款八单元天线如图１．１（ｂ）所示［３２］，利用正交双极化逡逑成功将两个不同极化方向天线之间的隔离度提高到２０ｄＢ，而相同极化方向的隔离度在１０ｄＢ逡逑以上。采用四对正交双极化，每个天线都由两个独立馈电结构组成，采用四个垂直极化，四逡逑个水平极化组成，虽然双极化天线之间的隔离度较高，但是相同极化天线间的隔离度较低，逡逑带宽宽度也仅仅只有１．９％。逡逑３逡逑

逦Ｉ逡逑图２．１ＭＩＭ０系统原理框图逡逑如图２．１所示，可以看出在ｆ时刻这NB个发射天线，NB个接收天线构成了一个信逡逑道矩阵如公式（２．５）所示，其中的＼代表信道衰落系数，即第ｆ个发射天线到第；个接收天线的逡逑复传输系数。矩阵／／则表示发送信号与接收信号的相关性，可以进行公式推导如下［６】：逡逑ｙ（ｔ）邋＝邋Ｈ（ｔｙＳ（ｔ）逦（２．２）逡逑其中：Ｋ０表示发送信号端：逡逑＿ｖ（0邋＝邋［＿＇（，），少２（，），少３邋（0，？＂，、（0］逦（２．３）逡逑则５？表示接收信号端：逡逑ｓ邋（０邋＝邋［＾！邋（／），邋．ｓ２邋（０，邋Ｓ３邋（0，？？？，邋ｓＮｋ邋（0］逦（２．４）逡逑那么／／（0为：逡逑＾１１邋＼ｌ邋矣邋３逦＂＊逡逑＿＝逦＼逦■逦（２．５）逡逑办？１逦’７ｎｓ２办１＾３…办ＮｙＮｒ逡逑根据系统模型，在ＭＩＭＯ的相关系数小于０．５时，天线单元之间相关性的影响对信道容逡逑量的影响是可以被接受的。根据上面的介绍以及对ＭＩＭＯ系统的分析，对ＭＩＭＯ天线的信逡逑道容量进行研究［１］

重量轻、轮廓低、易于研发、制作成本低廉等，因此它被应用于很多方面，当然，在终端天逡逑线设计中的相关应用，研宄人员也在不断的进行研宄。该类型的天线采用厚度远小于波长入逡逑的介质板，双面均敷铜，是采用印刷电路或微波集成技术的一种平面天线。如图２．２所示，为逡逑微带天线传统的结构图，可以看到一面是与需要频段的波长相似的金属带部分，称之为导体逡逑贴片单元，与之相对应是同样敷铜的地结构。辐射的单元贴片天线的形状有很多，例如矩形逡逑三角形、球形、弯曲的窄带振子等等类型。由很窄的金属带构成的天线称之为阵子天线，而逡逑由弯折的振子构成的辐射贴片称之为行波天线，在地板上开槽的天线称之为微带缝隙天线。逡逑１０逡逑

【参考文献】

相关期刊论文 前1条

1 赵荣黎;数字移动通信传播特性预测及信道模型的研究[J];北方交通大学学报;1997年05期

本文编号：2822012