基于電磁超材料的無(wú)線數(shù)據(jù)卡天線研究.pdf

1、隨著無(wú)線通信的迅速發(fā)展,人們對(duì)移動(dòng)終端類產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用使得作為其核心部件之一的天線的作用日益重要。移動(dòng)設(shè)備小型化是設(shè)計(jì)者與消費(fèi)者共同追求的目標(biāo),這就使得小型化天線的設(shè)計(jì)被提上日程,而現(xiàn)有的通信體制下2G、3G頻段共存的局面使得移動(dòng)終端小天線必須可以以更小的尺寸覆蓋更多的頻段?，F(xiàn)代移動(dòng)技術(shù)的發(fā)展與設(shè)備功能的多樣化使得通信系統(tǒng)對(duì)于高品質(zhì)與高速率通信質(zhì)量的要求越來(lái)越高,多輸入多輸出(Multi-input and Multi-output,

2、MIMO)技術(shù)通過(guò)在發(fā)射與接收端使用多根天線來(lái)實(shí)現(xiàn)分集效果,從而突破當(dāng)天線的信道容量上線,實(shí)現(xiàn)高的系統(tǒng)容量與通信速率。MIMO技術(shù)因其對(duì)多天線的尺寸性能以及隔離度的要求而使得其在移動(dòng)設(shè)備的應(yīng)用中變得極為困難。本論文針對(duì)無(wú)線數(shù)據(jù)卡平臺(tái),利用基于復(fù)合左右手理論的零階諧振(Zeroth-Order Resonant, ZOR)原理,設(shè)計(jì)小型化、多頻帶、高性能以及MIMO系統(tǒng)高隔離度的天線。
　　本文詳細(xì)介紹了天線的相關(guān)性能參數(shù),并且基于

3、移動(dòng)終端平臺(tái),重點(diǎn)描述了比吸收率(Specific Absorption Rate,SAR)指標(biāo)的相關(guān)理論。詳細(xì)地討論了左手材料的基本原理以及其特性,對(duì)復(fù)合左右手傳輸線理論的基本特性以及實(shí)現(xiàn)方法予以分析,并詳細(xì)討論了零階諧振理論。在對(duì)MIMO通信技術(shù)的基本原理和基本性能指標(biāo)做出描述的同時(shí),介紹了MIMO系統(tǒng)中的去耦方法。
　　本文基于零階諧振理論,提出了一款能夠以并聯(lián)的雙回路模式工作的小型化高性能無(wú)線數(shù)據(jù)卡天線。該天線能覆蓋745

4、-1045MHz以及1915-2700MHZ頻段之間的多個(gè)通信頻帶,并且具有很好的類單極子式方向圖,具有較高的輻射效率。對(duì)天線進(jìn)行仿真與加工測(cè)量,數(shù)據(jù)結(jié)果的對(duì)比證實(shí)了設(shè)計(jì)的有效性。同時(shí)我們?cè)诹汶A諧振等效電路的基礎(chǔ)上詳細(xì)分析了天線各結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)于其性能的影響。
　　本文以所提出的超材料天線為單元天線,在無(wú)線數(shù)據(jù)卡平臺(tái)構(gòu)建 MIMO雙天線系統(tǒng)。成功設(shè)計(jì)出了能同時(shí)滿足 LTE Band13(746-787MHz), W850/900(82

5、4-960MHz)和LTE Band7(2500-2690MHz)四個(gè)頻段工作需求的高隔離度MIMO雙天線。該天線具有良好的輻射方向圖特性,在LTE Band13和W850/900頻段的隔離度達(dá)到-8dB,在LTE Band7頻段的隔離度達(dá)到-15dB。天線在LTE Band13、W850/900和LTE Band7多頻段工作,天線效率均大于40％。該系統(tǒng)的包絡(luò)相關(guān)系數(shù)(Envelope Correlation Coefficient,