方向圖可重構手機天線的研究.pdf

1、隨著無線技術的發(fā)展，手機的功能從最開始單一的語音通訊擴展到娛樂、視頻等多媒體領域，手機所擁有的功能越來越豐富，用戶的數(shù)量也越來越多。手機與人們生活關系早已經密不可分，伴隨而來的是人體暴露在手機輻射下的時間變得越來越長，手機所產生的電磁輻射對人體的造成的影響已成為不容忽視的問題。手機輻射會使人體組織產生熱效應，過多過量的電磁波輻射會對人體造成失眠，記憶力減退，不安，頭痛等不良影響。隨著人們健康意識的增強，如何減小手機對人體的輻射，讓人們擁

2、有更加健康的通話質量，實現(xiàn)“綠色”通信，已成為了手機發(fā)展的新研究方向之一。
　　天線的方向圖代表著天線的能量分布，方向圖可重構天線具有避開系統(tǒng)噪聲和電子阻塞的潛力，能夠有效提高系統(tǒng)性能，本文利用可重構技術對天線方向圖進行重構，在手機通話時改變能量分布，減小天線朝向人體的電磁輻射，使手機實現(xiàn)健康、“綠色”的通話功能，本論文從方向圖可重構天線和混合可重構天線兩方面著手進行研究，主要的研究工作和創(chuàng)新點總結歸納為如下：
　　1.本文

3、將方向圖可重構技術運用到手機天線設計中，使手機天線方向圖可以進行重構，從而改變天線能量分布情況。本文共設計三款可重構天線，通過控制加載在天線輻射體上的開關狀態(tài)來實現(xiàn)天線各個電參數(shù)的重構特性。當手機處于待機狀態(tài)時，天線方向圖處于全向工作狀態(tài)；當手機處于通話狀態(tài)時，對天線方向圖進行重構，減少朝向人體頭部輻射能量，使手機實現(xiàn)健康、“綠色”的通話功能。
　　2.設計了一款工作在LTE2300(2.305-2.4GHz)、LTE2500(2

4、.5-2.69GHz)和WIFI(2.4-2.484GHz)頻段的方向圖可重構手機天線，通過ANASYS HFSS15軟件進行天線仿真，并制作了天線實物進行測試。仿真實驗結果表明，當對方向圖重構時，天線朝向人體的增益和電場強度有明顯降低，并且SAR值有明顯的改善。
　　3.混合可重構天線能夠同時實現(xiàn)多個參數(shù)的可重構，大大增加了可重構天線的使用范圍，本文以八木天線為理論基礎，設計并加工制作了一款方向圖和頻率同時可重構手機天線，在保證

5、方向圖趨勢不變的條件下，通過頻率可重構天線在低頻段覆蓋DCS1800(1.71-1.88GHz)和UMTS(1.92-2.17GHz)，在高頻段覆蓋LTE2300(2.305-2.4GHz)、LTE2500(2.5-2.69GHz)和WIFI(2.4-2.484GHz)。通過同頻方向圖重構，天線在高頻段和低頻段內均具體三種不同的輻射方向圖。反射振子長度為0.44λ0，比傳統(tǒng)的八木天線反射振子尺寸減小12％。
　　4.以第一款混合可