基于缺陷地結(jié)構(gòu)與諧振器的緊湊型MIMO天線陣列去耦研究.pdf

1、移動(dòng)通信技術(shù)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?shù)乃俾屎唾|(zhì)量等方面成為研究的熱點(diǎn)。多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)可以在不增加傳輸帶寬和發(fā)射功率的基礎(chǔ)上，大幅提高信道容量和傳輸?shù)目煽啃?。近幾年，隨著集成電路的發(fā)展，無(wú)線終端模塊的集成度越來(lái)越高，使得射頻接收/發(fā)射端的尺寸越來(lái)越小，對(duì)天線的緊湊性要求越來(lái)越高，小型化成為天線主流的發(fā)展趨勢(shì)。但是對(duì)于空間有限的射頻終端，多天線陣列存在著強(qiáng)烈的電磁互耦，對(duì)天線陣的性能造

2、成嚴(yán)重的影響。本論文針對(duì)緊湊型MIMO天線陣列的去耦問(wèn)題，對(duì)缺陷地結(jié)構(gòu)(DGS)和諧振器結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，提出基于以上兩種技術(shù)的新型去耦結(jié)構(gòu)，并對(duì)其在降低天線陣的電磁互耦方面的作用進(jìn)行詳細(xì)的分析。
　　首先，本文闡述有關(guān)移動(dòng)通信和MIMO天線的研究背景及意義，然后總結(jié)近年來(lái)使用不同方法對(duì)MIMO天線陣列進(jìn)行去耦的研究情況。之后，闡述有關(guān)天線的基本理論、MIMO天線陣列的耦合理論和MIMO的相關(guān)理論。
　　其次，本文開(kāi)展基于缺陷地

3、結(jié)構(gòu)的MIMO天線陣列去耦的研究。在研究DGS工作原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)基于開(kāi)口諧振環(huán)的單頻DGS結(jié)構(gòu)，提出新的雙頻DGS結(jié)構(gòu)，通過(guò)參數(shù)研究來(lái)優(yōu)化DGS的尺寸和性能，以相應(yīng)工作頻段的微帶天線陣和單極子天線陣為例，對(duì)比研究加載DGS前后的天線陣的相關(guān)性能參數(shù)，分析結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的缺陷地結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的等效電路模型，并通過(guò)電路仿真與電磁仿真進(jìn)行驗(yàn)證。
　　最后，本文對(duì)諧振器結(jié)構(gòu)在MIM

4、O天線陣列去耦中的作用進(jìn)行研究。通過(guò)對(duì)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(shè)計(jì)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(duì)工作在相應(yīng)頻段的E面耦合和H面耦合的微帶MIMO天線陣列進(jìn)行去耦研究。由加載諧振器結(jié)構(gòu)前后的天線陣列的相關(guān)性能參數(shù)結(jié)果可知，諧振器結(jié)構(gòu)對(duì)MIMO天線陣有良好的去耦作用。同時(shí)，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(jìn)行電路仿真與電磁仿真的對(duì)比驗(yàn)