本文關(guān)鍵詞：超寬帶及MIMO天線的研究與設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著無線通信領(lǐng)域日新月異的發(fā)展,終端設(shè)備的小型化成為各大公司的發(fā)展趨勢,而且現(xiàn)代通信的頻帶資源越來越緊張,通信數(shù)據(jù)量越來越大,通信設(shè)備的小型化,頻帶資源和通信速率等一系列問題自然而然成了許多科學(xué)家們所熱衷的研究問題。天線作為無線通信設(shè)備的接收和發(fā)射信號的元件,必然成為了許多科學(xué)家重點研究的對象�，F(xiàn)在天線正朝著小型化、寬帶化和多天線的方向發(fā)展,小型化是為了適應(yīng)終端設(shè)備小型化的趨勢,寬帶化是為了能更好的適應(yīng)各種系統(tǒng)的通信頻段和增加頻帶資源,多天線是為了適應(yīng)現(xiàn)在通信系統(tǒng)大的、快速的、更精確的和更廣范圍的傳輸數(shù)據(jù)。 本文主要采用超寬帶微帶天線技術(shù)的幾種方法融合設(shè)計了2款多枝節(jié)的超寬帶微帶天線和一款小型化的超寬帶天線,再根據(jù)其中后面的一款小型化超寬帶微帶天線設(shè)計了一款超寬帶(UWB)-多輸入多輸出(MIMO)天線。 第一款天線為多枝節(jié)的超寬帶天線,該天線采用E型對稱結(jié)構(gòu)為原型,在此基礎(chǔ)上不斷地擴(kuò)展天線的電長度和采用各種匹配技術(shù)達(dá)到超寬帶性能,通過地面挖的半圓形的槽使得7.5GHZ-12.6GHZ頻帶的S11參數(shù)低于-10dB,再在挖出的半圓形的槽旁邊加上2個1/4的圓槽使得12.6GHZ-14.7GHZ頻帶的S11參數(shù)低于-10dB(天線兩邊是對稱的,左右分別有2個半圓形的開槽,2個半圓形的開槽兩邊又分別開2個1/4的圓槽),從而形成了最后的超寬帶天線,帶寬覆蓋3.2GHZ-3.8GHZ、4.6GHZ-18GHZ,而且天線具有比較高的峰值增益,天線峰值增益基本在10dBi以上,然后在此款天線的基礎(chǔ)上進(jìn)行加工改進(jìn),簡化了天線的結(jié)構(gòu),使得天線在測試時更加穩(wěn)定,改進(jìn)后的天線的工作帶寬為3.2GHZ-18.7GHZ。 第二款天線是以傳統(tǒng)的圓形微帶貼片天線為基礎(chǔ),再此基礎(chǔ)上加上一個矩形貼片與圓形相交形成兩邊對稱的結(jié)構(gòu),從而增加天線的電長度來得到低頻帶的帶寬,再在地面進(jìn)行相應(yīng)的匹配得到3.1GHZ-11.5GHZ的超寬帶天線,覆蓋了美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)所規(guī)定的民用超寬帶頻段3.1GHZ-10.8GHZ,而且尺寸和以往的圓形超寬帶微帶貼片天線相比具有尺寸小的特點。 第三款天線是在第二款天線的基礎(chǔ)上做成的4端口的UWB-MIMO天線,4個端口分布于天線的四個方向,相鄰的兩個天線輻射單元是垂直的且在介質(zhì)基板的兩側(cè)這樣可以增加2相鄰輻射單元之間的隔離,再在此基礎(chǔ)上加上一個銅制的十字架金屬結(jié)構(gòu),十字架的每個架腳位于兩個相鄰的輻射單元之間,這樣使得天線的每個輻射單元在工作頻段3.1GHZ-11.GGHZ內(nèi)的隔離度S21,S31和S41均小于-15dB,從而滿足通信系統(tǒng)的隔離要求,而且十字架的高度只有1.3mm,天線的總高度也只有1.9mm,完全可以植入到手持通信設(shè)備當(dāng)中不會對設(shè)備的尺寸有大的影響。此UWB-MIMO天線尺寸較小,隔離度較高,峰值增益基本在10dBi,輻射效率基本在90%以上,分集增益良好,是UWB-MIMO系統(tǒng)的一個很好的選擇。
【關(guān)鍵詞】：超寬帶天線 小型化超寬帶天線 匹配 MIMO超寬帶天線 隔離度
【學(xué)位授予單位】：云南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN822.8
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 研究現(xiàn)狀分析11-18
• 1.2.1 超寬帶天線研究現(xiàn)狀分析11-15
• 1.2.2 MIMO天線研究現(xiàn)狀分析15-18
• 1.3 本文的創(chuàng)新點及結(jié)構(gòu)安排18-20
• 1.4 本章小結(jié)20-22
• 第二章 超寬帶天線技術(shù)和MIMO天線技術(shù)22-28
• 2.1 超寬帶天線技術(shù)22-24
• 2.2 多輸入多輸出(MIMO)天線相關(guān)性的參數(shù)24-26
• 2.3 本章小結(jié)26-28
• 第三章 新型多支節(jié)超寬帶天線設(shè)計28-46
• 3.1 新型超寬帶天線設(shè)計28-37
• 3.1.1 天線結(jié)構(gòu)設(shè)計28-30
• 3.1.2 天線測試性能的討論30-31
• 3.1.3 天線尺寸對天線性能的影響31-34
• 3.1.4 天線輻射方向圖34-35
• 3.1.5 天線的峰值增益35
• 3.1.6 天線表面電流分布圖35-36
• 3.1.7 仿真的天線輻射效率36-37
• 3.2 改進(jìn)型的多枝節(jié)超寬帶天線設(shè)計37-44
• 3.2.1 天線結(jié)構(gòu)設(shè)計37-39
• 3.2.2 天線測試性能討論39
• 3.2.3 天線結(jié)構(gòu)對天線性能的影響39-41
• 3.2.4 輻射方向圖41
• 3.2.5 峰值增益41-42
• 3.2.6 天線的表面電流分布42-43
• 3.2.7 天線的輻射效率43-44
• 3.3 與其他天線的比較44-45
• 3.4 結(jié)論45-46
• 第四章 小型化的超寬帶天線設(shè)計46-56
• 4.1 小型化UWB天線的結(jié)構(gòu)設(shè)計46-47
• 4.2 天線測試性能討論47-48
• 4.3 天線結(jié)構(gòu)對天線性能的影響48-50
• 4.4 天線方向圖50-51
• 4.5 天線輻射效率51-52
• 4.6 天線峰值增益52-53
• 4.7 天線表面電流53
• 4.8 與其他天線的比較53-54
• 4.9 結(jié)論54
• 4.10 本章小結(jié)54-56
• 第五章 4×4MIMO超寬帶天線設(shè)計56-80
• 5.1 UWB MIMO天線設(shè)計56-58
• 5.2 MIMO天線測試性能討論58-60
• 5.2.1 S11參數(shù)討論58
• 5.2.2 天線測試隔離討論58-60
• 5.3 十字架尺寸對天線隔離度的影響60-65
• 5.3.1 十字架寬度對天線性能的影響60-62
• 5.3.2 十字架高度對天線性能的影響62-64
• 5.3.3 十字架長度對天線性能的影響64-65
• 5.4 天線方向圖65-66
• 5.5 輻射特性66-73
• 5.6 分集增益73-76
• 5.7 與其他天線相比較76-77
• 5.8 結(jié)論77-80
• 第六章 結(jié)束語80-82
• 6.1 工作總結(jié)80-81
• 6.2 未來工作展望81-82
• 參考文獻(xiàn)82-88
• 論文與參加科研情況88-90
• 致謝90

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：499063