密集多通道双极化天线及其时间反演电磁特性研究

发布时间：2020-12-13 12:34

　　随着人们对通信质量和通信速率的需求日益增加,多输入多输出（Multiple Input Multiple Output,MIMO）技术成为4G（the 4th Generation）和5G（the 5th Generation）通信的核心技术之一。近年来基站天线多采用双极化MIMO天线的形式,主要是利用其分集增益和复用增益来提高信道容量、降低多径衰落、提高信噪比,从而提高通信质量和通信速率。天线数目的增多会导致天线系统体积增大,而基站的空间资源有限,要在有限空间内布置更多天线则势必会使天线之间的耦合增强,尤其是双极化天线。因此,进行密集多通道双极化MIMO天线的设计极具挑战性。为了在有限空间内布置更多天线,并减小单元间的互耦,一方面需要减小天线尺寸,另一方面需要设计解耦结构从而保证天线单元各端口之间具有较高的隔离度。时间反演技术所具有的自适应空时同步聚焦特性,使其能够在无线通信系统中保证信息的安全独立传输,起到提高通信质量的作用。将设计的密集双极化MIMO天线用于时间反演通信,研究其超分辨聚焦特性。研究工作具有创新性和实际应用价值。本论文主要研究设计密集多通道双极化MIMO天线,并研究... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

MIMO天线结构图

第一章绪论32007年Kwai-ManLuk团队又将天线单元进行了改进[7]，天线结构图如图1-2所示。将L型差分耦合馈电改成了弯折的同轴探针直馈，两次弯折引起新的谐振进一步拓展了带宽，但是同时也增加了天线的剖面高度。同样在天线单元四周添加金属墙壁，天线带宽达到了26%，隔离度大于30dB。(a)(b)图1-1MIMO天线结构图。(a)缺陷地解耦；(b)隔离墙解耦[6]图1-2采用弯折探针馈电天线结构图[6]2014年X.Jiang等人提出一种缝隙耦合双极化天线单元[8]，并组成2×2MIMO天线，如图1-3所示，采用四周加载短路柱来提高隔离度。文章研究了短路柱个数对天线隔离的影响，短路柱用于抑制由接地板和反射板支撑的平行板波导模式，尤其是当高度较小时，有效地减少了平行板间耦合。但是采用短路柱并不能改善天线

电子科技大学硕士学位论文4上层辐射之间的耦合，所以文章还是采用差分馈电来进一步提高天线单元内部端口之间的隔离。MIMO天线单元间距约为0.8λ0，隔离度达到了22dB。由于添加反射板和采用多层结构，天线的剖面和整体尺寸较大。(a)(b)图1-3加载短路柱缝隙耦合馈电天线结构。(a)天线单元；(b)2×2MIMO天线[6]2016年Y.Gao等人巧妙地设计了一个分别激励两个极化的差分微带缝隙馈电的四单元MIMO天线[9]，如图1-4(a)所示。通过差分馈电的缝隙耦合到金属条带，一个金属耦合条带再通过介质耦合，给相同极化的四个贴片馈电。天线单元中心间距为0.58λ0，隔离度达到了32dB。并将四单元MIMO作为阵元组成了72个阵元的大规模MIMO天线阵，如图1-4(b)所示。(a)(b)图1-4天线结构图。(a)四单元MIMO天线结构图；(b)72阵元大规模MMO天线阵[6]2016年J.Li等人设计了一种具有高隔离度的双极化磁耦合贴片两单元MIMO天线阵[10]，如图1-5所示。天线单元间距较大为1.3λ0，通过添加隔离背腔提高相

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于远场时间反演的亚波长天线阵列研究[J]. 梁木生,王秉中,章志敏,丁帅,臧锐.  物理学报. 2013(05)
[2]一种用于时间反演通信的亚波长天线阵列设计[J]. 章志敏,王秉中,葛广顶.  物理学报. 2012(05)
[3]时间反演镜对时间反演电磁波聚焦特性影响因素的研究[J]. 丁帅,王秉中,葛广顶,王多,赵德双.  物理学报. 2011(10)



本文编号：2914545