论文部分内容阅读
近年来随着无线移动通信的迅猛发展，无线移动通信借以提高数据传输速率的资源——频率带宽和发射功率都已经濒临饱和。MIMO（Mutltiple-Input Multiple-Output，多输入多输出）无线通信技术因为其不需要损失频率带宽和发射功率的资源就能大幅度提高信道容量和数据传输速率的巨大优势，进入了人们的视野，并被视为4G技术（TheFourth Generation Mobile Communication System，第四代移动通信技术）的核心技术之一而受到强烈的关注。MIMO天线作为MIMO通信系统的关键器件自然也备受关注。对于MIMO天线而言目前亟待解决的问题可以分为三类：宽带化、小型化和提高隔离度。而紧凑型MIMO天线的设计则是集中了这三类设计难点。因此紧凑型MIMO天线的设计是MIMO技术的突出问题和关键课题之一，也是4G技术中亟待解决的一环。本文主要研究适用于移动通信中的多频或宽带紧凑型MIMO天线。通过对紧凑型MIMO天线的工作机理的分析与研究，创新性地提出四款具有良好的工作特性的多频/宽带紧凑型MIMO天线：1.地板细缝结构的MIMO天线。本文基于地板细缝结构的工作机理，利用地板细缝结构能遏制地板表面波引起互耦的优点，创新性地将地板细缝结构应用于紧凑型MIMO天线中，从而设计了一款具有双频工作特性的MIMO天线，其中该MIMO天线的工作带宽能有效地覆盖2.5-GHz WLAN的频段和3.85-GHz WiMAX频段。2.基于枝节加载的宽带缝隙MIMO天线。本文对枝节加载的天线单元的工作原理进行了详细地探讨，并合理推导出其等效电路。基于枝节加载的工作原理，利用枝节加载能展宽工作带宽的优点，创新性地设计出了一款基于枝节加载的二单元缝隙MIMO天线和一款基于枝节加载的四单元缝隙MIMO天线，其中该两款MIMO天线能有效覆盖2.4-GHz UMTS,2.5-GHz WLAN,2.5/3.5-GHz WiMAX和超宽带低频段部分。此外，该两款MIMO天线由于其独特的布局在没有增加任何去耦元素的情况下，仍能在小尺寸面积内达到较高的隔离度，领先于其他需要添加大结构去耦元素的去耦技术。3.超宽带半切圆形缝隙MIMO天线。本文利用半切的方法设计了一款超宽带半切圆形缝隙天线单元，并创新性地将这一天线单元应用于MIMO天线的设计，提出了一款超宽带半切圆形缝隙MIMO天线。该MIMO天线在两天线单元间采用了地板细缝的去耦结构，使得MIMO天线在3.10GHz-10.60GHz内的超宽带工作频段均能保持较高的隔离度。