本文關(guān)鍵詞：60GHz平面MIMO天線的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來(lái),隨著手持設(shè)備性能的不斷發(fā)展,消費(fèi)者對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸有了越來(lái)越高的需求。而60GHz無(wú)線通信頻段由于其高達(dá)Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速率而逐漸吸引了研究者們的重視,以滿足人們對(duì)于高數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊�。同時(shí),60GHz無(wú)線通信還具有較高的安全性,作為室內(nèi)信號(hào)傳輸能做到很好的保密性。因此,各國(guó)紛紛制定了用于60GHz無(wú)線通信的802.1ad標(biāo)準(zhǔn),對(duì)于60GHz無(wú)線通信的研究也成為熱點(diǎn)。然而,60GHz頻段無(wú)線通信存在明顯的瓶頸,首先,60GHz頻段電磁波處于大氣的吸收峰值,導(dǎo)致信號(hào)傳輸具有很大的衰減,室內(nèi)的一些障礙物包括墻體、玻璃等甚至人體都對(duì)信號(hào)有一定的損耗。其次,信號(hào)傳輸中存在多徑衰落效應(yīng),這些缺陷對(duì)信號(hào)實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)距離的傳輸是比較大的阻礙。MIMO(multiple-input multiple-output)技術(shù)可以獲得分集增益,有效地提高信道容量和信噪比,同時(shí)也是對(duì)抗多徑衰落的有效手段,因而將MIMO技術(shù)和60GHz通信結(jié)合起來(lái),對(duì)于克服該頻段的缺陷,實(shí)現(xiàn)信號(hào)的較遠(yuǎn)傳輸是十分有利的。而天線作為信號(hào)的收發(fā)部分自然成為了60GHz頻段的研究熱點(diǎn)之一,設(shè)計(jì)工作于60GHz的MIMO天線也是一個(gè)重要的研究方向,但這一方面的研究還比較缺乏甚至處于空白,所以本課題選擇這一研究方向。本論文的主要工作包括:1、設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了兩款60GHz頻段的微帶天線,一款天線采取修改的U型輻射貼片設(shè)計(jì),測(cè)試結(jié)果表明,天線的帶寬為58.4GHz到63.2GHz,滿足60GHz無(wú)線通信的要求,同時(shí)對(duì)本論文中頻率響應(yīng)、方向圖的測(cè)試方法與步驟進(jìn)行了詳細(xì)地介紹和說(shuō)明;第二款天線是2?2微帶陣列天線的設(shè)計(jì),首先分析并設(shè)計(jì)了饋電網(wǎng)絡(luò),測(cè)試結(jié)果表明,天線的工作頻率為57.7GHz到62.3GHz,同時(shí)測(cè)得天線的最大峰值增益可到18dBi。2、設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了三款不同分集方式的60GHz MIMO天線,第一款具有雙極化分集特性,輻射貼片形狀為三角形單極子天線,采取共面波導(dǎo)饋電方式,通過(guò)在45°方向引入矩形枝節(jié),有效地減少端口間的隔離度,該天線可以工作在54.7GHz到63.1GHz,同時(shí)該頻段內(nèi)端口之間的隔離度大于15dB;第二款天線具有角度分集特性,天線采用雙枝節(jié)結(jié)構(gòu),可以較好地實(shí)現(xiàn)阻抗匹配和方向圖分集,同時(shí)對(duì)第二枝節(jié)修改成折疊式可以有效地減少端口之間的耦合,并通過(guò)地板層開L型的槽,進(jìn)一步提升了端口的隔離度,天線的工作帶寬為56.5GHz~63.4GHz,整個(gè)工作頻段內(nèi)端口隔離度大于20dB,并且方向圖很好地實(shí)現(xiàn)了角度分集的特性;第三款天線為2?2的微帶陣列MIMO天線,首先對(duì)饋電二等分功分器和饋電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了仿真和優(yōu)化,得到了等幅輸出的饋電網(wǎng)絡(luò),組成的2?2陣列MIMO天線的工作頻段為56.6GHz~62.8GHz,端口之間的隔離度大于15dB,最后測(cè)得天線在60GHz的峰值增益為17.598dBi。
【關(guān)鍵詞】：60GHz MIMO 短距離通信 平面天線
【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
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-14
• 第一章 緒論14-24
• 1.1 60GHz短距離通信的背景和優(yōu)勢(shì)14-17
• 1.1.1 60GHz短距離通信的背景14-15
• 1.1.2 60GHz短距離通信的優(yōu)勢(shì)15-17
• 1.2 MIMO技術(shù)的發(fā)展與優(yōu)勢(shì)17-19
• 1.2.1 MIMO技術(shù)的發(fā)展17-18
• 1.2.2 MIMO技術(shù)的優(yōu)勢(shì)18-19
• 1.3 60GHz天線的研究現(xiàn)狀19-22
• 1.4 本文的主要工作和意義22-23
• 1.5 本學(xué)位論文的組織結(jié)構(gòu)23-24
• 第二章 平面MIMO天線設(shè)計(jì)的基本理論24-36
• 2.1 基本參數(shù)24-29
• 2.2 60GHz MIMO天線設(shè)計(jì)的基本要求29-30
• 2.3 天線的數(shù)值分析方法30-34
• 2.3.1 有限元法30-31
• 2.3.2 時(shí)域有限差分法31-33
• 2.3.3 矩量法33-34
• 2.4 MIMO天線的分集方式34-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 第三章 60GHz短距離通信平面天線設(shè)計(jì)36-53
• 3.1 微帶天線寬帶技術(shù)36-37
• 3.2 用于 60GHz短距離通信的平面印刷天線設(shè)計(jì)37-45
• 3.2.1 天線的結(jié)構(gòu)與參數(shù)37-38
• 3.2.2 天線的設(shè)計(jì)過(guò)程分析38-40
• 3.2.3 天線的測(cè)試結(jié)果40-45
• 3.3 60GHz微帶陣列天線的設(shè)計(jì)45-52
• 3.3.1 天線的結(jié)構(gòu)與參數(shù)46-47
• 3.3.2 天線的設(shè)計(jì)過(guò)程分析47-50
• 3.3.3 天線的測(cè)試結(jié)果50-52
• 3.4 本章小結(jié)52-53
• 第四章 具有MIMO特性的 60GHz平面天線設(shè)計(jì)53-77
• 4.1 60GHz雙極化分集天線設(shè)計(jì)53-60
• 4.1.1 天線的結(jié)構(gòu)與參數(shù)53-54
• 4.1.2 天線的設(shè)計(jì)過(guò)程分析54-56
• 4.1.3 天線的測(cè)試結(jié)果56-59
• 4.1.4 天線端.間的隔離度分析59-60
• 4.2 60GHz角度分集天線的設(shè)計(jì)60-69
• 4.2.1 天線的結(jié)構(gòu)與參數(shù)60-61
• 4.2.2 天線的設(shè)計(jì)過(guò)程分析61-66
• 4.2.3 天線的測(cè)試結(jié)果66-69
• 4.2.4 天線端.間的隔離度分析69
• 4.3 60GHz陣列MIMO天線的設(shè)計(jì)69-76
• 4.3.1 天線的結(jié)構(gòu)與參數(shù)70-71
• 4.3.2 天線的設(shè)計(jì)過(guò)程分析71-73
• 4.3.3 天線的測(cè)試結(jié)果73-76
• 4.3.4 天線端.間的隔離度分析76
• 4.4 本章小結(jié)76-77
• 第五章 結(jié)論與展望77-79
• 5.1 本論文的主要工作和創(chuàng)新77-78
• 5.2 未來(lái)工作展望78-79
• 致謝79-80
• 參考文獻(xiàn)80-85
• 攻碩期間取得的研究成果85-86

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：289186