本文關鍵詞：應用于移動終端的平面型小型化高隔離UWB-MIMO天線研究

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【摘要】：不斷提高數據傳輸速率、增大信息容量、提高服務質量,是人們對無線通信的不懈追求。隨著技術的發(fā)展,傳統(tǒng)的通信技術越來越難以達到此目標。于是新的通信技術不斷出現(xiàn),其中超寬帶(Ultra-Wideband,UWB)技術和多天線(Multi-input Multi-output,MIMO)技術是其中兩種重要的技術手段,二者各有優(yōu)缺點。人們提出將二者結合,并充分發(fā)揮二者的優(yōu)勢,來有效提升信息的傳輸速率、增大信道容量。要達到此目的,高性能的UWB-MIMO天線必不可少。要在有限空間的移動平臺上安裝多個超寬帶天線單元構成的UWB-MIMO天線,必須解決天線單元的小型化、多單元的高隔離問題。為此,本論文針對這兩方面的問題,研究了高隔離小型化UWB-MIMO天線,并設計出幾種結構緊湊、且具有較高隔離度UWB-MIMO天線。首先,對UWB平面單極子天線單元的排列方式進行研究。通過電磁仿真,分別研究了兩單元平行、正交和四單元平行鏡像排列的UWB-MIMO天線的性能。由于單元距離較小時,平行排列的天線隔離度較低,為提高其單元間隔離度,設計了結構簡單的倒T形隔離結構,使得該天線兩個單元仍然保持了較好的超寬帶阻抗匹配和隔離特性。在2.3-12 GHz內反射系數都小于-10 dB,隔離度提高了9 dB以上,超過了20dB的良好效果。將仿真設計的部分單極子UWB-MIMO天線進行了加工和測試,并得到了天線S參數、輻射方向圖、輻射效率和包絡相關系數。其次,研究設計了雙極化UWB-MIMO天線,設計了天線單元,并進一步構建了結構巧妙的四單元(八端口)雙極化UWB-MIMO天線。為了實現(xiàn)緊湊的結構,采用平面寬槽天線作為UWB天線單元,兩個正交放置的共面波導端口給天線饋電,激勵起相互正交的極化分量。此單元工作在3.4-11.7 GHz,且隔離度達到15 dB以上。進一步研究,設計了結構緊湊的四單元(八端口)雙極化UWB-MIMO天線。通過合理設計單元間距,此多單元的UWB-MIMO天線具有與天線單元相同的阻抗匹配帶寬和端口隔離度,且不同單元間的端口隔離度達到20 dB以上。通過仿真和測量,研究了天線的S參數、輻射方向圖、效率和包絡相關系數。結果說明,此天線具有良好的性能,可應用在實際的UWB-MIMO通信中。最后對全文工作進行了總結,并對下一步研究進行了展望。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN822

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