小型化三極化MIMO天線的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、極化分集能提高頻譜利用率，在相同體積內(nèi)，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(shí)現(xiàn)多達(dá)六個(gè)極化自由度。這使得三極化天線有了非常廣闊的應(yīng)用前景。因此三極化天線的設(shè)計(jì)具有理論和實(shí)際價(jià)值。本文基于不同應(yīng)用場(chǎng)景，研究了多種三極化共址天線。本文的主要工作是：
　　（1）提出了一種實(shí)現(xiàn)縫隙天線小型化的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在接地面上開多組短截縫，不僅可以減小縫隙的長(zhǎng)度到87.5％，而且還

2、可以改善縫隙天線組陣時(shí)的隔離和極化純度。
　　（2）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(shí)現(xiàn)方案，這兩種天線都是關(guān)于天線結(jié)構(gòu)中心點(diǎn)對(duì)稱的天線，其中同軸饋電天線每個(gè)單元也為對(duì)稱結(jié)構(gòu)。仿真分析了短截縫尺寸等參數(shù)對(duì)天線性能的影響，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)制作了微帶和同軸饋電的兩種三極化共址全?？p隙天線，仿真和實(shí)測(cè)結(jié)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(gè)端口之間的隔離度微帶饋電時(shí)大于43dB，同軸饋電時(shí)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(luò)相關(guān)系數(shù)從-35dB降低到-50dB以上（利用S參數(shù)計(jì)算），而同軸饋電方式的天線單元3-D包絡(luò)相關(guān)系數(shù)從0.38減小到0.28。這兩種天線都適用于對(duì)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(yīng)用。
　?。?）同軸饋電的兩種三極化共址半?？p隙天線。通過(guò)將三個(gè)縫隙天線的中點(diǎn)重合實(shí)現(xiàn)了嚴(yán)格的共址天線，其工