移动终端环天线及MIMO多天线解耦研究

发布时间：2017-06-11 10:07

  本文关键词：移动终端环天线及MIMO多天线解耦研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着无线通信技术的快速发展,移动终端天线面临着巨大的设计挑战。由于电子产品不断地微型化发展,留给移动终端天线的空间随之减小,这就要求设计的天线必须占地面积小且呈现平面结构;另一方面多种通信模式的共存也要求着天线需要覆盖的频段大大增多。运用传统的天线设计方法想要同时解决上述两个问题越来越困难。此外,MIMO技术的提出为解决频谱资源的稀缺问题提供了良好的技术支撑,但是其在移动终端的运用却较为困难。原因是多天线的引入会造成天线间距的减小,引起天线阵元间强烈耦合效应,进而破坏天线阵本身的性能。基于上述两点,本文在港澳台科技合作专项子课题“第五代移动通信终端多天线技术研究”的资助下,以多模环形天线、单极天线和缺陷地结构为基础,旨在研究移动终端天线小型化、多频段、多天线等相关技术,满足第五代移动通信中移动手机终端应用。主要研究内容包括:1.基于环形天线多谐振模式特征,通过折叠方式弯折环臂,延长环电流路径,设计一款小型化占用非接地平面的移动终端环天线。环形天线具有平面印刷结构,直接印刷在一块FR4介质基板两面,两面金属折叠微带线经四个短路点连接。而且在馈电微带线区域设计高通电路网络在低频段产生新的谐振模式,与环的0.5波长谐振模式联合形成双频谐振,高频段带宽则是通过折叠微带线和环天线自身的高阶谐振模式得到。最终设计的天线工作带宽为:低频段730MHz~960MHz,高频段1.59GHz~2.86GHz,可以覆盖:GSM850、GSM900、GSM1800、GSM1900、UMTS、LTE2300、WLAN2.4GHz以及LTE2500八个通信频段。2.设计一种基于缺陷地结构的宽带解耦方法。该方法是在T型分支上蚀刻三对不同长度的开口槽线,进而形成一对L型单极分支和两对I型单极分支。整个天线阵列同样印刷在FR4介质基板两侧。单个天线单元工作带宽为:低频段685~760 MHz和910~960MHz,高频段1650~2530MHz,覆盖了LTE700、GSM900、GSM1800、GSM1900、UMTS、LTE2300、WLAN2.4GHz。在天线单元边缘最小间距为6mm的情况下,全部工作频段内的隔离度在15dB以上。
【关键词】：移动终端 单极天线 环天线 宽带解耦 MIMO天线
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN919.3
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-13
• 第1章 绪论13-22
• 1.1 研究背景及意义13-14
• 1.2 移动终端天线研究现状14-16
• 1.2.1 折叠单极天线14
• 1.2.2 缝隙天线14-15
• 1.2.3 环形天线15-16
• 1.3 MIMO多天线解耦技术研究现状16-20
• 1.3.1 加载解耦电路网络16-17
• 1.3.2 地平面分支17-18
• 1.3.3 加载解耦单元18
• 1.3.4 中和线技术18-19
• 1.3.5 缺陷地结构19-20
• 1.4 论文主要工作及结构安排20-22
• 第2章 移动终端天线设计参数与辐射特性22-32
• 2.1 引言22
• 2.2 移动终端天线设计的基本参数22-26
• 2.2.1 反射系数22-23
• 2.2.2 带宽23-24
• 2.2.3 方向图24-25
• 2.2.4 天线效率25
• 2.2.5 增益25-26
• 2.3 基于有限元的仿真软件建模分析26-28
• 2.3.1 有限元基本理论26-28
• 2.3.2 有限元法的建模步骤28
• 2.4 MIMO天线阵列研究28-31
• 2.4.1 天线单元间产生耦合的原因28-30
• 2.4.2 散射参数法分析天线间耦合情况30-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第3章 移动终端平面环形天线研究与设计32-45
• 3.1 引言32-33
• 3.2 环天线理论分析33-34
• 3.3 宽带单平面环天线研究与设计34-39
• 3.3.1 天线结构34-35
• 3.3.2 天线分析35-39
• 3.4 环形天线辐射性能分析39-44
• 3.4.1 天线反射系数39-41
• 3.4.2 天线效率及增益41
• 3.4.3 天线方向图41-43
• 3.4.4 环形天线设计对比分析43-44
• 3.5 本章小结44-45
• 第4章 移动终端MIMO多天线研究与设计45-58
• 4.1 引言45
• 4.2 基于缺陷地结构的双单元MIMO天线阵45-49
• 4.2.1 天线阵结构45-47
• 4.2.2 天线阵列解耦设计思路47-49
• 4.3 天线单元间解耦方法分析49-50
• 4.4 MIMO天线阵辐射性能分析50-57
• 4.4.1 天线反射系数与能量传输系数50-51
• 4.4.2 误差分析51-53
• 4.4.3 天线效率及增益53-54
• 4.4.4 天线方向图54-56
• 4.4.5 基于DGS的MIMO双单元解耦设计对比分析56-57
• 4.5 本章小结57-58
• 第5章 结束语58-60
• 5.1 本文主要工作总结58
• 5.2 后续研究工作58-60
• 参考文献60-65
• 致谢65-66
• 攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果66

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本文编号：441348