【摘要】：隨著人類的步伐邁入大數(shù)據(jù)時代,海量的信息需要進行傳輸,這將會是無線移動通信的巨大挑戰(zhàn)。而天線作為無線移動通信中最基礎(chǔ)的組成模塊之一,無疑對無線移動通信的發(fā)展與推進有著最直接的影響。近些年,由于金屬邊框為手機帶來了外部結(jié)構(gòu)的強化以及外觀表現(xiàn)的美化,金屬邊框手機越來越受到市場的歡迎。但是,金屬邊框在一定程度上起著法拉第籠的作用,對手機天線的電磁場輻射有所屏蔽,會造成手機天線頻帶變窄,效率變低的現(xiàn)象。本文在手機天線的設(shè)計過程中,通過避開和借用金屬邊框兩種方式,并結(jié)合匹配電路以及頻率可重構(gòu)等天線設(shè)計技術(shù),實現(xiàn)了對金屬邊框手機天線的設(shè)計。論文的主要工作內(nèi)容如下:1、提出了一款加載金屬邊框的印刷縫隙手機天線。該天線是由帶有延長部分的開口縫隙和彎折的閉合縫隙組合而成,占用凈空面積70mm*10mm。通過L型耦合微帶線饋電,該天線能實現(xiàn)三個諧振模式的激勵,實現(xiàn)了對GSM850/900(824-960MHz)和DCS/PCS/UMTS2100(1710-2170MHz)五個通信頻段的覆蓋。2、提出了一款平面結(jié)構(gòu)的金屬邊框環(huán)天線。該天線主要由環(huán)天線和寄生元件構(gòu)成,占用凈空面積70mm*1Omm。通過非對稱結(jié)構(gòu)的設(shè)計,該天線從傳統(tǒng)的立體結(jié)構(gòu),變成了平面結(jié)構(gòu),降低了制作的難度和成本。并且在匹配網(wǎng)絡(luò)的幫助下,它能成功激勵四個諧振模式,實現(xiàn)了對 GSM850/900(824-960MHz)、DCS/PCS/UMTS2100 以及 LTE2300/2500(1710-2690MHz)七個通信頻段的覆蓋。3、提出了一款面向LTE/WWAN的金屬邊框頻率可重構(gòu)縫隙天線。該天線是由一段類T型的縫隙構(gòu)成,通過頻率可重構(gòu)技術(shù)的引入,占用凈空面積僅僅70mm*7mm。此外,由于L型微帶線在高頻段具有“虛短”特性,該天線共能實現(xiàn)四個諧振模式的激勵,從而實現(xiàn)了對GSM850/900(824-960MHz)、DCS/PCS/UMTS2100 以及 LTE2300/2500(1710-2690MHz)七個通信頻段的覆蓋。
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN828.6
【圖文】：

的功能并不單一，基礎(chǔ)的功能比如：添加電容元件縮短諧振路徑，添加電感元件提供電流短逡逑路；特別一些的功能比如通過電感電容元件組合實現(xiàn)濾波器功能來引入新的諧振點。逡逑文獻『丨１］中天線的外觀構(gòu)造如圖１．１所示，這是一款僅用金屬框作為輻射元件的手機天線。逡逑手機的外觀尺寸由主板和金屬邊框決定。主板部分由長寬高分別為１４０ｍｍ、７０ｍｍ和１ｍｍ的逡逑介質(zhì)板構(gòu)成，材質(zhì)選擇介電常數(shù)為４．４，正切損耗為０．０２的ＦＲ４材料，該部分限定了手機的逡逑周邊大小。金屬邊框由５ｍｍ高度（厚度未注明）的銅片構(gòu)成，該部分限定了手機的厚度。天逡逑線凈空區(qū)域為７０ｍｍ＊１０ｍｍ。為了更接近天線在手機中的實際環(huán)境，在天線設(shè)計過程中還添逡逑加了邋ＵＳＢ接口。該天線以單極子作為基礎(chǔ)諧振模型，其類Ｔ型的外觀構(gòu)造使其產(chǎn)生了諧振頻逡逑點分別在０．８５ＧＨｚ，１．６ＧＨｚ，２．６ＧＨｚ的三個諧振模式。通過在饋線左側(cè)，加載集總元件構(gòu)成逡逑的帶通濾波器短路線，新的諧振點２．３ＧＨｚ被引入到天線中。并且通過在饋線右側(cè)，加載電感逡逑短路線，實現(xiàn)諧振點１．６ＧＨｚ到】．９ＧＨｚ的偏移。將以上的諧振狀態(tài)結(jié)合匹配電路技術(shù)，該天逡逑線實現(xiàn)了對６９８－９６０ＭＨＺ和１７１０－２６９０ＭＨＺ頻段的覆蓋。據(jù)文獻中提供的實測數(shù)據(jù)

逡逑文獻［１２］中天線的外觀構(gòu)造如圖１．２所示。這是一款規(guī)格為５英寸的手機天線。手機的外逡逑觀尺寸由主板和金屬邊框決定。主板部分由長寬高分別為１４０ｍｍ、７０ｍｍ和Ｉｍｍ的介質(zhì)板逡逑構(gòu)成，材質(zhì)選擇介電常數(shù)為４．４，正切損耗為０．０２的ＦＲ４材料，該部分限定了手機的周邊大逡逑小。金屬邊框由５．８ｍｍ高度（厚度未注明）的銅片構(gòu)成，該部分限定了手機的厚度。天線凈逡逑空面積是７０ｍｍ＊１０ｍｍ。該天線主要由一段單端開口的縫隙與一段雙端開口的縫隙組合而成。逡逑彎折的縫隙上加載了兩個集總元件，其中電感元件的作用是提供電流的短路，使得彎折的縫逡逑隙分成兩半，從而每一側(cè)都產(chǎn)生四分之一單極子縫隙模式，而電容元件的引入是為了減少左逡逑側(cè)四分之一單極子縫隙的諧振路徑。通過縫隙在分開時提供的兩個四分之一單極子縫隙模式，逡逑以及縫隙一體時形成的半波長縫隙模式，結(jié)合高通匹配電路完成了對高頻段的覆蓋。另一條逡逑縫隙則是結(jié)合低通匹配電路完成對低頻帶的覆蓋。最后將兩條饋線整合實現(xiàn)單饋點的輸送，逡逑該天線成功覆蓋了邋ＬＴＥ低頻段（６９０－９６０ＭＨＺ）和ＬＴＥ高頻段（１７００－２７００ＭＨＺ）。據(jù)文獻中逡逑提供的實測數(shù)據(jù)

杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文的手機天線被實現(xiàn)。該手機天線主要由環(huán)天線和其中的Ｌ型以及Ｕ型微型直接主要輔助完成高頻段的覆蓋。低頻段則由環(huán)天線結(jié)合了寬帶匹配４－９６０ＭＨＺ和】７】０－２６９０ＭＨｚ的頻段覆蓋，具體匹配過程可見圖１．４。據(jù)據(jù)，天線輻射效率在低頻段只有４１％－４８％，不是十分理想，在高頻段為通信應(yīng)用的要求。逡逑

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本文編號：2805185