面向5G终端的多频天线和MIMO天线关键技术研究

发布时间：2021-06-02 21:10

　　现代社会中,随着移动通信产业的迅猛发展,5G通信早已被各大通信巨头提上工作日程。并且,智能可穿戴终端设备、手机及平板等移动终端设备如雨后春笋般迅猛发展,人们对高速率和高质量的服务的需求便随之快速增长,因此人们对移动终端天线的尺寸及性能等方面提出了更高的要求。对移动终端天线的研究主要集中关注以下几个方面:小型化、多频带、宽带化、去耦合。同时,MIMO技术作为无线通信领域至关重要的技术,在不增加带宽和天线发送功率的情况下,有着提高无线信道容量,频谱利用率及数据传输速率的独特优势。然而如何在十分有限的空间内实现天线的小型化、多频带、宽带化及去耦合已经成为MIMO天线技术发展过程中不容忽视的核心问题。本文总结研究了移动终端天线小型化、多频带、宽带化和去耦合多种技术方法,设计出几款易于制作、实用的终端天线。主要工作如下:首先,设计了一款覆盖5G和GPS频段的可穿戴手表天线,利用金属边框和PCB地面为辐射体,通过在合适的位置增添短路条和切槽,从而产生多频带功能,这些频段以足够的带宽覆盖可穿戴设备中所需的5G/GPS频段（GPS、5G频段B7/42/43和4.9-GHz频段）;其次,设计了一款应用于... 

【文章来源】：上海大学上海市 211工程院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

摩托罗拉DynaTAC8000X(外置天线)

然而，在实际智能终端在设备之中，PCB 板要考虑它们的美观性和坚韧度，不允许在 PCB 板之中任意切割，手机等实际终端设备之中便很少见到缝隙天线设计。在可穿戴设备中，手表[41-48]受到十分巨大的关注。手表天线需要在小型化的智能产品中设计，并且希望支持 GSM/LTE/5G 等多个频段，这对天线设计师来说是一个艰巨的挑战。文献[47]设计了一款使用 T 形馈电结构的手表天线，它覆盖了 WLAN(2.4/5.2 GHz)频段，但没有覆盖 GPS/LTE 等频段，无法用于通信和商业产品。在火热进行的 5G 通信之中，多入多出天线系统（MIMO）提供成倍的信道容量和良好的通信质量，成为 5G 通信中举足轻重的关键技术之一，也发了许多 5G MIMO 天线论文[49-55]。文献[55]设计了一款紧凑的双频段 8 端口 MIMO 天线，使用折叠单极子结构，每两个天线放置在介质板的四个角上，覆盖 3.4-3.6GHz and 4.55-4.75 GHz 两个频段。

图 2-1 偶极子三维立体方向图线技术的迅速发展，传统单天线已难以满足用，于是 MIMO 天线系统便应运而生。隔离度指的发射信号耦合到另一发射天线的信号强度与IMO 天线设计中存在近场耦合和共地电流的影发射的部分能量被其他端口吸收，馈入能量便耦合越强，隔离度越小，表明天线辐射性能较离度越大，表明天线辐射性能较好。通常用天线的隔离度，终端天线要求隔离度 S21＜-10 dB。系数（ECC）


本文编号：3210757