無線通信系統(tǒng)中小型化MIMO天線的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，一方面人們對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率、通信質(zhì)量、信道容量的要求越來越高，另一方面無線通信設(shè)備的尺寸越來越小、功能越來越多。MIMO技術(shù)作為目前無線通信領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一，能在不額外增加頻譜資源和發(fā)射功率的情況下，成倍的提高信道容量、抑制信道衰落、改善通信質(zhì)量、提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸率；而小型化、高隔離度的MIMO天線則保證了MIMO技術(shù)能順利的應(yīng)用在小尺寸的無線通信設(shè)備中。
　　本文研究和設(shè)計(jì)了分別應(yīng)用于 WLAN無線

2、通信系統(tǒng)、移動(dòng)通信系統(tǒng)和 UWB無線通信系統(tǒng)的小型化、高隔離度的MIMO天線，并進(jìn)行了詳細(xì)的仿真和分析，最后對(duì)這些天線進(jìn)行了加工和測試，取得了良好的效果。本文的研究內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：
　　1.研究和設(shè)計(jì)了一款小型雙頻雙帶線MIMO天線。該天線使用彎折單極子天線和一條耦合金屬帶來減小天線尺寸、輻射工作頻帶；使用一個(gè)I型地板枝節(jié)作為隔離結(jié)構(gòu)來提高天線的隔離度，改善阻抗匹配。研究和分析了各輻射部分和I型地板隔離結(jié)構(gòu)對(duì)天線性能的影

3、響，最終的仿真和測試結(jié)果得到了很好的吻合，適用于WLAN無線通信系統(tǒng)。
　　2.研究和設(shè)計(jì)了一款小型雙頻微帶縫隙MIMO天線。該天線通過在微帶天線的地板上蝕刻一個(gè)倒 L型的縫隙進(jìn)行輻射來增加工作帶寬，成功使天線得到了小型化。同時(shí)再使用一個(gè)地板矩形槽作為隔離結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步降低天線的耦合，提高天線的隔離度。討論了單極子天線和槽結(jié)構(gòu)各參數(shù)對(duì)天線性能的影響，加工和測試結(jié)果表明該小型雙頻MIMO天線性能良好，同樣適用于WLAN無線通信系統(tǒng)。<

4、br>　　3.研究和設(shè)計(jì)了一款極化可重構(gòu)天線。針對(duì)一般的極化可重構(gòu)天線阻抗帶寬和軸比帶寬窄的特點(diǎn)，提出了階梯型缺陷地微擾結(jié)構(gòu)，并研究了其對(duì)天線性能的影響；同時(shí)將作為開關(guān)的 PIN二極管放置于地板上的設(shè)計(jì)可以省去其偏置電路的交直隔離網(wǎng)絡(luò)，大大簡化天線設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。測試結(jié)果表明該天線工作在 WLAN2.4 GHz頻段，可以在線極化、左旋圓極化和右旋圓極化之間進(jìn)行重構(gòu)，對(duì)比功能類似的天線，其阻抗帶寬和軸比帶寬都有大幅提升。
　　4.研究

5、和設(shè)計(jì)了一款用于手機(jī)等移動(dòng)通信設(shè)備的MIMO天線。該天線在彎折單極子天線的基礎(chǔ)上添加了一條短路金屬帶來擴(kuò)大工作頻段；兩個(gè)倒 C型的地板枝節(jié)被引入到單元天線之間作為隔離結(jié)構(gòu)，并對(duì)其起到的效果進(jìn)行了研究和分析。測試結(jié)果顯示該天線在擁有小尺寸輻射單元的同時(shí)，保持了寬帶和低耦合的良好性能，可以用于大部分2G、3G、4G頻段和部分其他移動(dòng)通信系統(tǒng)。
　　5.研究和設(shè)計(jì)了一款小型化的三阻帶UWB-MIMO天線。在分析了半切法對(duì)UWB單極子天線