超寬帶MIMO天線的設(shè)計(jì)與研制.pdf

1、移動(dòng)無(wú)線通信技術(shù)在本世紀(jì)革命性的發(fā)展，改變了人類的生活方式，人們對(duì)通信質(zhì)量與速率的要求隨之提高，對(duì)移動(dòng)設(shè)備的輕巧便攜度的要求也越來(lái)越高。通訊系統(tǒng)能否正常工作一定程度上取決于天線性能的優(yōu)劣，天線技術(shù)的研究意義不言而喻。提高通信質(zhì)量與速率的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)包括多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)和超寬帶（UWB）技術(shù)，將MIMO技術(shù)和UWB技術(shù)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了二者的優(yōu)缺互補(bǔ)。
　　本文針對(duì) UWB-MIMO天線的高隔離度和小型化進(jìn)行了研究。具體工

2、作分為以下幾個(gè)部分：
　　1.總結(jié)了UWB和MIMO技術(shù)的理論基礎(chǔ)以及研究現(xiàn)狀，分析了UWB-MIMO天線的設(shè)計(jì)研究要領(lǐng)，為接下來(lái)的工作奠定了理論基礎(chǔ)。
　　2.研究設(shè)計(jì)了一款雙極化 UWB-MIMO天線；首先通過分析發(fā)現(xiàn)槽天線更利于小型化，于是以槽天線為原型設(shè)計(jì)雙極化天線；接著對(duì)雙極化槽天線的開槽方式進(jìn)行了分析，為了進(jìn)一步減小尺寸選擇了在共面地上開槽的方法，通過此方法使天線面積減小了30％；為了天線單元能夠獨(dú)立工作，又設(shè)計(jì)

3、了箭頭型的隔離結(jié)構(gòu)和L型匹配枝節(jié)，使得最終實(shí)現(xiàn)天線的工作在3.1GHz-10.6GHz完全符合超寬帶頻段而又不超出，非常適合用于超寬帶系統(tǒng)而無(wú)需濾波器件，可以降低了設(shè)計(jì)復(fù)雜度節(jié)省預(yù)算，而天線的隔離度最終也達(dá)到在工作頻段高于20dB的效果，經(jīng)過測(cè)試發(fā)現(xiàn)結(jié)果與用CST仿真軟件得到的仿真結(jié)果基本吻合，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)初衷。
　　3.研究設(shè)計(jì)了具有陷波功能的 UWB-MIMO天線；首先研究了單極子天線的小型化方法，采用半切法減小了天線的尺寸；為

4、了避免通訊系統(tǒng)間的相互干擾，研究了設(shè)計(jì)阻帶的方法，通過在輻射貼片上蝕刻C型槽實(shí)現(xiàn)了WLAN頻段的阻帶，調(diào)節(jié)天線輻射貼片的尺寸，使得天線低頻提高到3.7GHz，直接隔絕了WiMax頻段；為了應(yīng)用于MIMO通信系統(tǒng)，將單極子天線組成了MIMO天線，通過仿真分析了天線的布局方式對(duì)隔離度的影響；為了進(jìn)一步提高隔離度，設(shè)計(jì)了平面螺旋結(jié)構(gòu)，天線的隔離度提高到了20dB以上；為了提高數(shù)據(jù)傳輸速率更好的應(yīng)用于 MIMO系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了四單元的單極子 UWB