本文關鍵詞：基于缺陷地結構與諧振器的緊湊型MIMO天線陣列去耦研究

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【摘要】：移動通信技術的快速發(fā)展使得頻譜資源日益短缺,如何提高頻譜資源的利用率、信息傳輸的速率和質量等方面成為研究的熱點。多輸入多輸出(MIMO)技術可以在不增加傳輸帶寬和發(fā)射功率的基礎上,大幅提高信道容量和傳輸的可靠性。近幾年,隨著集成電路的發(fā)展,無線終端模塊的集成度越來越高,使得射頻接收/發(fā)射端的尺寸越來越小,對天線的緊湊性要求越來越高,小型化成為天線主流的發(fā)展趨勢。但是對于空間有限的射頻終端,多天線陣列存在著強烈的電磁互耦,對天線陣的性能造成嚴重的影響。本論文針對緊湊型MIMO天線陣列的去耦問題,對缺陷地結構(DGS)和諧振器結構進行研究,提出基于以上兩種技術的新型去耦結構,并對其在降低天線陣的電磁互耦方面的作用進行詳細的分析。首先,本文闡述有關移動通信和MIMO天線的研究背景及意義,然后總結近年來使用不同方法對MIMO天線陣列進行去耦的研究情況。之后,闡述有關天線的基本理論、MIMO天線陣列的耦合理論和MIMO的相關理論。其次,本文開展基于缺陷地結構的MIMO天線陣列去耦的研究。在研究DGS工作原理的基礎上,設計基于開口諧振環(huán)的單頻DGS結構,提出新的雙頻DGS結構,通過參數研究來優(yōu)化DGS的尺寸和性能,以相應工作頻段的微帶天線陣和單極子天線陣為例,對比研究加載DGS前后的天線陣的相關性能參數,分析結果表明所設計的缺陷地結構能夠有效地降低緊湊型天線陣的電磁互耦。論文還研究了雙頻DGS結構的等效電路模型,并通過電路仿真與電磁仿真進行驗證。最后,本文對諧振器結構在MIMO天線陣列去耦中的作用進行研究。通過對微帶諧振器的基本原理和基于傳輸線理論的諧振條件的研究分析,設計單頻工作的U型諧振器和雙頻工作的H型諧振器,使用這兩種諧振器分別對工作在相應頻段的E面耦合和H面耦合的微帶MIMO天線陣列進行去耦研究。由加載諧振器結構前后的天線陣列的相關性能參數結果可知,諧振器結構對MIMO天線陣有良好的去耦作用。同時,論文綜合考慮微帶枝節(jié)和耦合縫隙,提出H型雙頻諧振器的等效電路模型,并進行電路仿真與電磁仿真的對比驗證。
【關鍵詞】：去耦 缺陷地結構 諧振器 MIMO天線陣 等效電路
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN820
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 緊湊型天線陣列去耦的研究現狀9-15
• 1.3 內容安排15-16
• 2 MIMO天線基礎理論及其互耦分析16-24
• 2.1 天線的主要參數16-18
• 2.1.1 天線效率16
• 2.1.2 輻射增益16-17
• 2.1.3 輻射方向圖17
• 2.1.4 天線極化17-18
• 2.2 MIMO技術基礎理論18-20
• 2.3 MIMO天線互耦分析20-23
• 2.3.1 MIMO天線耦合理論20-21
• 2.3.2 MIMO天線互耦的影響21-23
• 2.4 本章小結23-24
• 3 基于缺陷地結構的MIMO天線陣列的去耦研究24-50
• 3.1 基于缺陷地結構的單頻MIMO陣列的去耦研究24-33
• 3.1.1 HCSR型的DGS微帶MIMO天線陣列的去耦分析24-29
• 3.1.2 VCSR型的DGS單極子MIMO天線陣列的去耦分析29-33
• 3.2 基于缺陷地結構的雙頻MIMO陣列的去耦研究33-48
• 3.2.1 HCSR型的DGS微帶MIMO天線陣列的去耦分析33-39
• 3.2.2 VCSR型的DGS平面MIMO天線陣列的去耦分析39-45
• 3.2.3 雙頻DGS結構的等效電路45-48
• 3.3 本章小結48-50
• 4 基于諧振器結構的MIMO天線陣列的去耦研究50-74
• 4.1 微帶諧振器結構50-53
• 4.2 基于諧振器結構的單頻MIMO天線陣列的去耦研究53-58
• 4.2.1 E面耦合微帶MIMO天線陣列的去耦53-55
• 4.2.2 H面耦合微帶MIMO天線陣列的去耦55-58
• 4.3 基于諧振器結構的雙頻MIMO天線陣列的去耦研究58-72
• 4.3.1 雙頻諧振器結構58-63
• 4.3.2 H面耦合的雙頻微帶MIMO天線陣列的去耦63-67
• 4.3.3 E面耦合的雙頻微帶MIMO天線陣列的去耦67-72
• 4.4 本章小結72-74
• 5 總結與展望74-76
• 5.1 本文總結74
• 5.2 工作展望74-76
• 致謝76-78
• 參考文獻78-84
• 附錄84-85
• A. 作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文目錄84-85
• B. 作者在攻讀碩士學位期間申請的專利目錄85
• C. 作者在攻讀碩士學位期間參加的科研項目85

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本文編號：809290