小型化三極化MIMO天線的設計與研究.pdf

1、極化分集能提高頻譜利用率，在相同體積內，理論上三極化通信系統(tǒng)能獲得單極化通信系統(tǒng)三倍的信道容量。特別是在散射豐富的環(huán)境中，共址電磁三極化天線可以實現(xiàn)多達六個極化自由度。這使得三極化天線有了非常廣闊的應用前景。因此三極化天線的設計具有理論和實際價值。本文基于不同應用場景，研究了多種三極化共址天線。本文的主要工作是：
　?。?）提出了一種實現(xiàn)縫隙天線小型化的結構，該結構在接地面上開多組短截縫，不僅可以減小縫隙的長度到87.5％，而且還

2、可以改善縫隙天線組陣時的隔離和極化純度。
　?。?）提出了微帶和同軸饋電的兩種三極化共址全?？p隙天線的實現(xiàn)方案，這兩種天線都是關于天線結構中心點對稱的天線，其中同軸饋電天線每個單元也為對稱結構。仿真分析了短截縫尺寸等參數(shù)對天線性能的影響，在此基礎上，設計制作了微帶和同軸饋電的兩種三極化共址全模縫隙天線，仿真和實測結果顯示，在E面全向上，主極化與交叉極化之差均大于15dB，天線三個端口之間的隔離度微帶饋電時大于43dB，同軸饋電時大

3、于30dB，工作帶寬分別為為102MHz和110MHz。添加短截縫之后，微帶饋電方式的天線單元之間的包絡相關系數(shù)從-35dB降低到-50dB以上（利用S參數(shù)計算），而同軸饋電方式的天線單元3-D包絡相關系數(shù)從0.38減小到0.28。這兩種天線都適用于對極化純度和隔離度要求高的MIMO通信系統(tǒng)，尤其適合多散射環(huán)境中的極化分集應用。
　?。?）同軸饋電的兩種三極化共址半?？p隙天線。通過將三個縫隙天線的中點重合實現(xiàn)了嚴格的共址天線，其工