緊湊型超寬帶MIMO天線的研究與設計.pdf

1、為了滿足快速發(fā)展的電子產(chǎn)品對無線通信大容量、高速率、多功能、可靠性的需求，超寬帶多天線通信技術應運而生。作為短距離無線通信領域的主流技術，超寬帶（UWB，Ultra-wideband）技術具有著帶寬寬、傳輸速率高、功耗低、成本低、保密性好、定位精度高、抗干擾能力強等諸多優(yōu)點。另外，多輸入多輸出（MIMO，Multiple-Input Multiple-Output）技術在發(fā)送端和接收端采用多根天線，利用空間信道的多徑特性，獲得明顯的分集

2、增益和復用增益，從而提高無線通信系統(tǒng)傳輸?shù)目煽啃院皖l譜利用率，是解決現(xiàn)在頻譜資源日益緊張的有效途徑。將UWB技術和MIMO技術融合，提供UWB系統(tǒng)所需的高可靠性，有希望實現(xiàn)UWB系統(tǒng)高速穩(wěn)定遠距離傳輸。
　　限制超寬帶MIMO技術在無線通信系統(tǒng)商用的一個重要因素是終端天線設計。隨著移動終端設備日益小型集成化，終端天線也需要盡可能小型化。而有限的天線尺寸不僅會使天線單元輻射帶寬受限，同時多天線單元端口間將產(chǎn)生耦合，信號不相關性變差。

3、因此，超寬帶MIMO天線設計必須從天線單元小型化、寬帶化、多天線間的低耦合三方面綜合考慮。
　　文章首先闡述了超寬帶 MIMO天線研究背景與意義，分析總結了超寬帶MIMO天線的研究現(xiàn)狀。簡要介紹了天線的輻射原理以及相關性能參數(shù)，系統(tǒng)概述了MIMO技術以及多天線的相關性能指標，也總結了超寬帶MIMO天線的基本設計要求。
　　其次，文章設計了一款兩端口的微帶饋電超寬帶帶阻MIMO天線。在天線單元地板開槽以及引入L形金屬枝節(jié)實現(xiàn)了

4、超寬帶帶阻特性，阻帶為5.1-5.9GHz。引入兩段I型去耦枝節(jié)提高天線單元端口間的隔離度。最后對天線加工測試分析，實測與仿真的S參數(shù)、信道相關系數(shù)、方向圖和增益吻合良好。
　　最后，文章還設計了一款結構緊湊的四端口超寬帶MIMO天線。相鄰的兩超寬帶天線單元相互垂直放置，利用天線單元間不同的極化特性來改善端口間的隔離度。在此基礎上，天線背后加載了新型的類十字形隔離枝節(jié)來進一步改善天線單元端口間的隔離度。最后仿真加工測試，實測與仿真