本文關(guān)鍵詞：多頻段手機(jī)天線的設(shè)計(jì)與測(cè)量

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【摘要】：在我國(guó)通信產(chǎn)業(yè)持續(xù)升級(jí)和完善的助推下,手機(jī)移動(dòng)通信已經(jīng)邁入了4G時(shí)代。隨著4G通信的推廣與普及,手機(jī)被賦予了更多的功能以適應(yīng)新時(shí)期的要求。作為手機(jī)的重要前端部件,手機(jī)天線需要不斷拓展帶寬來(lái)覆蓋更多的頻段。單一頻段的天線已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代手機(jī)天線的要求,因此對(duì)多頻段手機(jī)天線的研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。與此同時(shí),小型化一直是手機(jī)天線設(shè)計(jì)中不斷追求的目標(biāo),因?yàn)橐话闱闆r下預(yù)留給手機(jī)天線的物理尺寸都十分有限,有時(shí)甚至不規(guī)則。而且針對(duì)多頻化的研究也是手機(jī)天線領(lǐng)域的一個(gè)重要課題。總的來(lái)說(shuō)目前針對(duì)手機(jī)天線的研究主要集中在小型化,多頻化和寬帶化三個(gè)方面。本文主要關(guān)注手機(jī)天線的多頻段覆蓋,同時(shí)也兼顧了天線的小型化設(shè)計(jì),使其更符合現(xiàn)代手機(jī)天線的設(shè)計(jì)要求。在文章的開(kāi)頭部分對(duì)手機(jī)天線設(shè)計(jì)的相關(guān)理論作了簡(jiǎn)要的歸納總結(jié),主要包括常見(jiàn)的外置與內(nèi)置手機(jī)天線,匹配電路設(shè)計(jì)以及手機(jī)天線的小型化,多頻化和寬帶化。然后有針對(duì)性的選擇了兩種目前常用的內(nèi)置天線:平面倒F天線(PIFA)和單極子天線進(jìn)行手機(jī)天線的多頻段仿真設(shè)計(jì),這兩種天線形式都能夠看成是一種微帶天線。借助仿真軟件HFSS在有限空間內(nèi)設(shè)計(jì)的兩款多頻段PIFA天線分別工作在GSM850/GSM900/PCS/WLAN頻段和GSM900/PCS/LTE2300頻段。設(shè)計(jì)的兩款單極子天線工作在GSM900/DCS/PCS/UMTS/WLAN/LTE2300/LTE2500頻段。本文中所設(shè)計(jì)的天線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,其反射系數(shù)在需要覆蓋的頻段內(nèi)都小于-6dB,各頻段內(nèi)的最大增益都大于0dB,方向圖基本滿足全向性,并且天線尺寸都較小,基本達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,具有較好的應(yīng)用價(jià)值。除此之外本文還系統(tǒng)概括了手機(jī)天線測(cè)量的基本理論,主要包括無(wú)源測(cè)量和有源測(cè)量,給出了無(wú)源測(cè)量和有源測(cè)量系統(tǒng)的一般組成結(jié)構(gòu),并對(duì)手機(jī)天線的有源指標(biāo)做了詳細(xì)闡述。除了常見(jiàn)的手機(jī)天線的有源指標(biāo)(EIRP,ERP,TRP和EIS,TIS),從關(guān)注用戶健康的角度出發(fā),SAR(Specific Absorption Rate)指標(biāo)如今也受到越來(lái)越多的重視,而且HAC(Hearing Aid Compatibility)指標(biāo)也是一項(xiàng)與用戶日常使用相關(guān)的技術(shù)指標(biāo),因此本文也對(duì)這兩種指標(biāo)作了介紹。最后對(duì)本文的主要內(nèi)容進(jìn)行了概括,針對(duì)文中出現(xiàn)的一些不足之處進(jìn)行了分析,提出了各自的優(yōu)化方向。
【關(guān)鍵詞】：手機(jī)天線 PIFA天線 單極子天線 多頻段 手機(jī)天線測(cè)量
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN929.53;TN828.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號(hào)對(duì)照表11-12
• 縮略語(yǔ)對(duì)照表12-16
• 第一章 緒論16-18
• 1.1 研究背景與意義16
• 1.2 發(fā)展歷史與現(xiàn)狀16-17
• 1.3 本文的主要工作和內(nèi)容安排17-18
• 第二章 手機(jī)天線設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論18-46
• 2.1 手機(jī)天線的性能指標(biāo)18-19
• 2.1.1 反射系數(shù)18
• 2.1.2 電壓駐波比18-19
• 2.1.3 帶寬19
• 2.1.4 效率19
• 2.1.5 增益19
• 2.2 手機(jī)天線的工作頻段19
• 2.3 手機(jī)天線的匹配19-23
• 2.3.1 史密斯圓圖20-22
• 2.3.2 單頻帶匹配22-23
• 2.3.3 雙頻帶匹配23
• 2.3.4 可重構(gòu)匹配23
• 2.4 外置天線23-30
• 2.4.1 粗短天線24-28
• 2.4.2 鞭狀-粗短天線28-29
• 2.4.3 折線粗短天線29-30
• 2.5 內(nèi)置天線30-37
• 2.5.1 倒F天線（IFA）30-32
• 2.5.2 平面倒F天線（PIFA）32-34
• 2.5.3 折疊單極子（folded monopole）天線34-35
• 2.5.4 環(huán)（loop）天線35-37
• 2.5.5 陶瓷（ceramic）天線37
• 2.6 手機(jī)天線小型化、多頻化、寬帶化技術(shù)37-45
• 2.6.1 微帶天線的小型化37-39
• 2.6.2 微帶天線的小型化和寬帶化39-40
• 2.6.3 微帶天線的小型化和多頻化40-44
• 2.6.4 微帶天線的寬帶化44-45
• 2.7 本章小結(jié)45-46
• 第三章 多頻段手機(jī)天線設(shè)計(jì)46-72
• 3.1 概述46
• 3.2 GSM850/GSM900/PCS/WLAN頻段PIFA天線的設(shè)計(jì)46-52
• 3.2.1 天線結(jié)構(gòu)46-47
• 3.2.2 天線的多頻段設(shè)計(jì)47-48
• 3.2.3 結(jié)果分析48-52
• 3.3 GSM900/PCS/LTE2300頻段PIFA天線的設(shè)計(jì)52-58
• 3.3.1 天線結(jié)構(gòu)52-54
• 3.3.2 天線的多頻段設(shè)計(jì)54-55
• 3.3.3 結(jié)果分析55-58
• 3.4 GSM900/DCS/PCS/UMTS/WLAN/LTE2300/2500頻段單極天線的設(shè)計(jì)58-64
• 3.4.1 天線結(jié)構(gòu)58-60
• 3.4.2 單極天線的多頻段設(shè)計(jì)60
• 3.4.3 結(jié)果分析60-64
• 3.5 GSM900/DCS/PCS/UMTS/WLAN/LTE2300/2500頻段單極天線的設(shè)計(jì)64-70
• 3.5.1 天線結(jié)構(gòu)64-66
• 3.5.2 單極天線的多頻段設(shè)計(jì)66
• 3.5.3 結(jié)果分析66-70
• 3.6 本章小結(jié)70-72
• 第四章 手機(jī)天線測(cè)量72-82
• 4.1 無(wú)源天線測(cè)量72-75
• 4.1.1 基于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的測(cè)量72-73
• 4.1.2 無(wú)源室內(nèi)測(cè)量73-75
• 4.2 有源天線測(cè)量75-79
• 4.2.1 EIRP, ERP, 和TRP75-77
• 4.2.2 EIS和TIS77-78
• 4.2.3 干擾引起的靈敏度下降78-79
• 4.3 SAR79-80
• 4.3.1 SAR的定義和測(cè)量方法79-80
• 4.3.2 控制SAR80
• 4.4 助聽(tīng)器兼容性（HAC）80-81
• 4.5 本章小結(jié)81-82
• 第五章 結(jié)束語(yǔ)82-84
• 參考文獻(xiàn)84-86
• 致謝86-88
• 作者簡(jiǎn)介88-89

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