差分超宽带及MIMO天线研究

发布时间：2017-09-18 01:43

  本文关键词：差分超宽带及MIMO天线研究

  更多相关文章： 差分超宽带天线 共模抑制特性 高选择性陷波 MIMO天线 高隔离度

【摘要】：现代通信系统对射频天线器件的要求越来越高,差分天线、UWB系统以及MIMO技术各自具有非常显著的优势,成为近年来天线领域研究的三个重要方向。差分天线可以直接与差分电路集成,减少系统的能量损耗,有利于系统的高度集成和小型化。UWB系统因具有带宽资源宽,传输速率快,功耗小等优点,从2002年被FCC允许民用以来就一直是研究热点。MIMO技术是克服多径衰落的有效手段,并且可以在不增加带宽资源的情况下大幅度提高信道容量和数据传输速率,MIMO技术已被认定为4G的核心技术之一。本文针对差分天线、UWB系统以及MIMO技术存在的相关问题进行研究,并结合三者的优势设计了几款性能优良的天线,具体工作如下:1.提出了一款具有高阻带陷波性能的差分超宽带天线。为了实现高选择性陷波段,在天线上引入一对谐振枝节并刻蚀一对缝隙。相比较于单端口超宽带天线,差分超宽带天线在整个频段内的交叉极化水平非常低。由于天线采用差分共面波导馈电方式,具有简单的单层结构,不仅加工制造容易,而且可以很方便地与差分电路集成。2.提出了两款具有共模抑制特性的差分超宽带天线。两款差分天线利用微带线对地面缝隙进行馈电,通过合理的布局,可以达到高度的共模抑制特性并且不受频率影响。此外,第一款天线引入四组陷波结构,两两组合实现了两个高选择性的陷波段。第二款天线引入两组陷波结构,实现了一个高选择性的陷波段。3.设计了一款平面宽带MIMO天线。该天线采用平面结构,-6dB工作带宽达到105%从0.87 GHz到2.82GHz,可以覆盖2G频段GSM900/GSM1800/GSM1900,3G频段TDSCDMA/WCDMA/CDMA2000和大部分的4G(LTE)频段,同时两个天线单元间的隔离度达到低频12.5dB和高频15dB以上,适合应用于移动终端如手机中。4.提出了两款差分MIMO天线。分别为差分UWB-MIMO天线和双频WiMAXMIMO天线。两款天线都具有两对差分端口,每款天线的两对差分端口共用天线辐射体,使得MIMO天线的体积与单个天线单元一样紧凑。此外,两对差分端口相互正交并处于彼此的交流电虚拟地上,实现了双极化辐射的高隔离度。
【关键词】：差分超宽带天线 共模抑制特性 高选择性陷波 MIMO天线 高隔离度
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN822
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-27
• 1.1 研究背景和意义11-14
• 1.2 差分天线14-18
• 1.2.1 差分微带/贴片天线14-16
• 1.2.2 差分缝隙天线16-17
• 1.2.3 差分馈电偶极子天线17-18
• 1.3 超宽带UWB天线18-23
• 1.3.1 单极子UWB天线18-20
• 1.3.2 缝隙UWB天线20-21
• 1.3.3 UWB天线的陷波特性21-23
• 1.4 MIMO天线23-26
• 1.4.1 空间分集的MIMO天线23-24
• 1.4.2 极化分集的MIMO天线24-25
• 1.4.3 MIMO天线常用的去耦合方法25-26
• 1.5 论文各部分的内容安排26-27
• 第二章 具有高选择性陷波的差分宽缝隙UWB天线27-41
• 2.1 引言27
• 2.2 差分天线的输入阻抗和奇模反射系数27-29
• 2.3 差分渐变宽缝隙UWB天线29-34
• 2.3.1 天线结构及设计过程29-30
• 2.3.2 天线参数分析30-32
• 2.3.3 天线的仿真结果32-34
• 2.4 高选择性陷波特性的实现34-40
• 2.4.1 反射零点理论34-35
• 2.4.2 陷波结构的引入35
• 2.4.3 陷波特性分析35-38
• 2.4.4 天线的仿真和测试结果38-40
• 2.5 本章小结40-41
• 第三章 具有共模抑制特性的差分UWB天线41-57
• 3.1 引言41-42
• 3.2 差分阶梯缝隙UWB天线42-49
• 3.2.1 天线的结构及参数分析42-44
• 3.2.2 共模抑制特性分析44-45
• 3.2.3 两个高选择性陷波频段的实现45-47
• 3.2.4 天线的仿真和测试结果47-49
• 3.3 差分偶极子UWB天线49-55
• 3.3.1 天线的结构及参数分析49-50
• 3.3.2 共模抑制特性分析50-51
• 3.3.3 高选择性陷波频段分析51-54
• 3.3.4 天线的仿真结果54-55
• 3.4 本章小结55-57
• 第四章 平面宽带MIMO天线57-65
• 4.1 引言57-58
• 4.2 MIMO天线相关性能参数58-59
• 4.3 天线结构及设计过程59-62
• 4.4 天线的仿真结果62-64
• 4.5 本章小结64-65
• 第五章 差分MIMO天线65-79
• 5.1 引言65-66
• 5.2 差分UWB-MIMO天线66-73
• 5.2.1 天线结构及设计过程66-68
• 5.2.2 天线高隔离度原理68-69
• 5.2.3 天线双陷波特性的实现69-70
• 5.2.4 天线仿真和测试的结果70-73
• 5.3 差分双频WiMAX-MIMO天线73-78
• 5.3.1 天线结构及参数分析73-75
• 5.3.2 天线高隔离度特性75-76
• 5.3.3 天线仿真和测试的结果76-78
• 5.4 本章小结78-79
• 结论79-81
• 参考文献81-88
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果88-90
• 致谢90-91
• 附件91

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本文编号：872676