發(fā)布時間：2020-03-26 07:30

【摘要】：隨著現(xiàn)代無線通信技術的飛速發(fā)展,通信業(yè)務已經(jīng)成為了人們日常工作和生活中不可缺少的部分,并且,人們對于業(yè)務的質量要求也越來越高。為了滿足人們日益增長的通信需求,同時為了適應無線通信的飛速發(fā)展,多種無線通信技術應運而生,其中應用最為廣泛的就是多輸入多輸出(Multi-input and Multi-output,MIMO)無線通信技術。運用這種新型技術,可以有效的提高信道容量,提高數(shù)據(jù)傳輸速率,提高頻譜利用率。但是由于在MIMO技術中天線數(shù)量的增加,天線之間強烈的耦合會影響每個天線單元的工作性能,為此需要保證MIMO陣列中各個天線單元的耦合較小來實現(xiàn)天線陣列良好的工作狀態(tài)。本文對MIMO無線通信技術中的一些基礎理論進行了研究與探討,并在此基礎上對MIMO陣列中的去耦以及相關陣列技術進行了研究。論文的主要內容如下:第一章介紹了MIMO技術目前的發(fā)展狀態(tài)以及新的進展,對國內外的研究現(xiàn)狀進行了總結,并對文本的主要工作進行了概括。第二章介紹了MIMO技術中的一些基本理論與分析,包括天線的基本參數(shù),MIMO天線陣列互耦等相關知識理論。第三章介紹了一款低剖面雙極化四單元的MIMO天線陣列。通過采用超材料結構來降低天線的剖面,通過加載功分器實現(xiàn)天線陣列的饋電,通過加載平面隔離枝節(jié)與空間隔離枝節(jié)來提高各端口的隔離度,最終實現(xiàn)了該MIMO陣列在2.5GHz-2.7GHz的頻段內實現(xiàn)良好的匹配,各端口的反射系數(shù)均在-12dB以下,并且各個端口的隔離度均在-25dB以下。第四章介紹了一款小型化四單元的端射MIMO天線陣列。通過采用三階金屬化脊的結構來增加天線帶寬,通過引向器與上層介質來改善天線陣列的輻射方向,最終實現(xiàn)了該MIMO陣列在10GHz-18GHz的頻段內達到良好的工作狀態(tài),各端口的反射系數(shù)均在-10dB以下,并且通過調節(jié)各個端口的相位,能夠實現(xiàn)陣列的波束偏,實現(xiàn)端射MIMO陣列的波束掃描。第五章對本文進行了簡要的總結與概括,提出了目前工作的不足,并對當下新一代移動通信技術提出了自己的看法。
【圖文】：

例如應用于航天飛行器中時需要使用圓極化的天線，而應用在移動通信系統(tǒng)中時則需要使用線極化天線，一般來說選取線極化方式中的垂直極化。圖2.1 天線極化的幾種方式2.1.5 天線的散射參數(shù)MIMO 陣列中天線作為重要的元器件，一般常用 S 散射參數(shù)網(wǎng)絡對其進行分析。

提高了天線間的隔離度，但是這種方法需要天線本身為線極化天線，這就對該方法的應用場景有了一定的限制。文獻[29]中便使用這種方法來排布天線。圖2.3 極化分集 MIMO 天線的結構與結果如圖2.3所示。該結構為兩個線極化天線垂直放置，保證了天線極化方式的正交，，相比于平行放置，該種放置方式能夠最大程度上的提高天線間的隔離度。2.3.2 缺陷地結構缺陷地結構（DefectedGroundStructure,DGS），即利用在天線地板上蝕刻合適的結構來達到去耦的目的。該結構的原理是由于缺陷地結構相當于一個 LC 諧振電路，其可以在某一諧振頻點發(fā)生振蕩。當天線地板上流過該諧振頻點的電流時，在蝕刻的結構附近會諧振，形成能量滯留，這就減少了鄰近天線單元之間的能量耦合，從而達到去耦的目的。文獻[13]中便利用了兩種缺陷地結構，在兩個并排排列的天線單元之間形成了諧振電路
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN929.5

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本文編號：2601158