本文關(guān)鍵詞：應(yīng)用于移動(dòng)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(shù)據(jù)傳輸速率、增大信息容量、提高服務(wù)質(zhì)量,是人們對(duì)無(wú)線通信的不懈追求。隨著技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的通信技術(shù)越來(lái)越難以達(dá)到此目標(biāo)。于是新的通信技術(shù)不斷出現(xiàn),其中超寬帶(Ultra-Wideband,UWB)技術(shù)和多天線(Multi-input Multi-output,MIMO)技術(shù)是其中兩種重要的技術(shù)手段,二者各有優(yōu)缺點(diǎn)。人們提出將二者結(jié)合,并充分發(fā)揮二者的優(yōu)勢(shì),來(lái)有效提升信息的傳輸速率、增大信道容量。要達(dá)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(dòng)平臺(tái)上安裝多個(gè)超寬帶天線單元構(gòu)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(wèn)題。為此,本論文針對(duì)這兩方面的問(wèn)題,研究了高隔離小型化UWB-MIMO天線,并設(shè)計(jì)出幾種結(jié)構(gòu)緊湊、且具有較高隔離度UWB-MIMO天線。首先,對(duì)UWB平面單極子天線單元的排列方式進(jìn)行研究。通過(guò)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(shí),平行排列的天線隔離度較低,為提高其單元間隔離度,設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的倒T形隔離結(jié)構(gòu),使得該天線兩個(gè)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(nèi)反射系數(shù)都小于-10 dB,隔離度提高了9 dB以上,超過(guò)了20dB的良好效果。將仿真設(shè)計(jì)的部分單極子UWB-MIMO天線進(jìn)行了加工和測(cè)試,并得到了天線S參數(shù)、輻射方向圖、輻射效率和包絡(luò)相關(guān)系數(shù)。其次,研究設(shè)計(jì)了雙極化UWB-MIMO天線,設(shè)計(jì)了天線單元,并進(jìn)一步構(gòu)建了結(jié)構(gòu)巧妙的四單元(八端口)雙極化UWB-MIMO天線。為了實(shí)現(xiàn)緊湊的結(jié)構(gòu),采用平面寬槽天線作為UWB天線單元,兩個(gè)正交放置的共面波導(dǎo)端口給天線饋電,激勵(lì)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(dá)到15 dB以上。進(jìn)一步研究,設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)緊湊的四單元(八端口)雙極化UWB-MIMO天線。通過(guò)合理設(shè)計(jì)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(dá)到20 dB以上。通過(guò)仿真和測(cè)量,研究了天線的S參數(shù)、輻射方向圖、效率和包絡(luò)相關(guān)系數(shù)。結(jié)果說(shuō)明,此天線具有良好的性能,可應(yīng)用在實(shí)際的UWB-MIMO通信中。最后對(duì)全文工作進(jìn)行了總結(jié),并對(duì)下一步研究進(jìn)行了展望。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN822

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