应用于5G移动终端的多频段天线设计

发布时间：2021-02-12 22:10

　　随着5G移动通信的不断发展进步,用于移动终端的MIMO天线设计越来越重要,对于MIMO天线系统来说,单元的小型化设计、单元间的隔离度和单元的数量是设计中需要着重注意的问题。本文研究了几种可以用于移动终端的天线系统,包括三种适于5.5寸屏幕的MIMO天线,两种适于智能手表的天线。首先,对适于5.5寸屏幕的MIMO天线进行了小型化研究与设计,为了提升隔离度对缺陷地结构进行了研究,为了拓展天线低频段的带宽也对弯折槽、方形槽、L形枝节等结构进行了研究。所设计的三类天线均为6×6 MIMO天线,其-10 dB工作频带为3.3-3.4 GHz、3.4-3.6 GHz和4.8-5 GHz,各端口间的隔离度均能够大于12.3 dB,且效率在频带范围内均能大于60%,各单元间的包络相关系数小于0.1,能够满足通信系统小于0.5的要求,并且各单元的平均有效增益在其频段变化小于1 dB,各单元间的平均有效增益之差小于1.5 dB。理论上6×6 MIMO天线系统信道容量为34 Mbps/MHz,经计算分析,实际设计的天线各单元信道容量在其频带范围内为30 Mbps/MHz左右,与理论值非常接近。同时,本文也对... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

单元MIMO天线结构图及实物图

量的选择、各天线单元间的排布、天线的小型化设计、天线间隔以及对手部和头部加载的复杂环境下天线性能等方面进行了广泛 国外研究现状 2014 年，Azremi Abdullah Al-Hadi 等人对工作在 3400-3600 MH单元 MIMO 天线进行了研究[6]，该文作者对手部加载环境进行了天线的排布进行了合理的设计，提出了如图 1-1 所示的天线结构测试，性能满足设计指标，同时对本文献中天线的信道容量进行比为 20 dB 时达到 16 Mbps/MHz，与理想情况相差较小。a) 结构图 b) 实物图图 1-1 8 单元 MIMO 天线结构图及实物图[6]

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文于 0.5 W/kg，但该设计问题在于天线单元间的隔离度较差，仅为 仅由两单元组成，单元数过少可能导致该天线系统的信道容量较的完成 5G 天线的设计需求。 2017 年，Mohammad S. Sharawi 和 Muhammad Ikram 等人设计 终端的 MIMO 天线[8]，如图 1-3 所示。该天线频段为 1975-3540.8 GHz，在 4G 和 5G 频段内均为 2×2 的 MIMO 天线系统。通 MIMO 天线在工作频带内包络相关系数均小于 0.4。该设计天线度较差，天线 1、2 间的传输系数仅小于-3 dB；其次是单元数较O 天线的信道容量来说，可能达不到 5G 的传输速率要求。

【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于人工电磁超材料的宽带MIMO天线去耦方法[J]. 万发雨,李鹤鸣,于兵,葛俊祥.  电子器件. 2018(05)
[2]工信部发布5G系统在3000MHz～5000MHz频段内的频率使用规划[J]. 本刊讯.  中国无线电. 2017(11)
[3]基于零阶谐振超材料的新型LTE智能手机天线设计[J]. 李龙,贾珍.  中国科学:信息科学. 2015(09)
[4]特征模法分析不同形状的贴片天线[J]. 赵俊峰.  大众科技. 2012(08)

硕士论文
[1]复杂环境下的移动智能终端天线设计[D]. 严魁锡.电子科技大学 2018
[2]特征模理论及其在UWB MIMO天线设计中的应用[D]. 王晓.电子科技大学 2017



本文编号：3031496