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MIMO系统中移动终端多天线的研究

作　者: 成东林
导　师: 王安国
学　校: 天津大学
专　业: 电路与系统
关键词: MIMO天线移动终端低互耦去耦技术
分类号: TN828.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

多输入多输出(MIMO)系统可以在不占用额外频谱资源和不增加发射功率的前提下，使无线系统的信道容量得到成倍的增长。然而，由于移动终端体积的限制，在较近距离内的多天线之间将发生强烈的电磁耦合现象。这将造成馈入天线的电磁能量不能有效的发射出去；而且多天线之间的强电磁耦合也将影响多天线之间的相关性。如何在适用于移动终端的近距离内有效去耦，已成为学术界的一大难题。本论文在研究常用多天线之间去耦技术的基础上，提出了三副适用于MIMO系统中移动终端的多天线。这三副MIMO天线均采用微带线馈电方式，具有易于加工等特点。前两副MIMO天线都是通过采用从矩形地平面中间凸出来的矩形与倒置梯形组合而成的特殊地平面结构和附加辅助分支结构实现了宽频带内的有效去耦。通过优化关键结构参数，它们能够分别在1.9~2.2GHz与2.3~2.8GHz频段内实现良好的匹配与较低的互耦；第三副MIMO天线则是通过采用分离式地平面结构和寄生辐射单元两种去耦技术，实现了在2.4~2.484GHz WLAN和3.4~3.69GHz WiMAX频段内的低互耦。当不同端口馈电时，这三款MIMO天线的辐射区域空间互补，可克服多径衰落，提高通信系统性能。此外，这三副MIMO天线均具有较低的包络相关系数，可以提供较好的分集性能。使用电磁仿真软件Ansoft HFSS10.0优化后，加工制作了天线样品并进行了实际测量。测量和仿真结果具有较好的一致性，表明这三副MIMO天线均能满足无线通信系统的性能要求。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 课题研究背景  7-8
  1.2 MIMO天线技术发展现状  8-10
  1.3 本论文主要工作及内容安排  10-11
第二章天线基础及微带天线  11-27
  2.1 天线基础理论  11-22
    2.1.1 引言  11-13
    2.1.2 天线辐射机理与天线场区  13-16
    2.1.3 天线基本电参数  16-21
    2.1.4 天线分类  21-22
  2.2 微带天线简介  22-26
    2.2.1 微带天线概述  22-23
    2.2.2 微带天线基本类型  23-24
    2.2.3 微带天线馈电方式  24-25
    2.2.4 微带天线分析方法  25-26
  2.3 本章小结  26-27
第三章 MIMO天线设计中的去耦技术  27-40
  3.1 MIMO天线技术概述  27-28
  3.2 MIMO天线设计中的去耦技术  28-39
    3.2.1 寄生辐射单元去耦  29-32
    3.2.2 分离式地平面结构去耦  32-34
    3.2.3 特殊地平面结构去耦  34-36
    3.2.4 滤波器机理去耦  36-37
    3.2.5 附加去耦网络去耦  37-39
  3.3 本章小结  39-40
第四章小型宽频带MIMO天线设计  40-58
  4.1 小型宽频带MIMO天线设计一  40-49
    4.1.1 天线设计原理与结构  40-42
    4.1.2 仿真与测量结果  42-47
    4.1.3 天线性能分析  47-49
  4.2 小型宽频带MIMO天线设计二  49-57
    4.2.1 天线设计原理与结构  49-51
    4.2.2 仿真与测量结果  51-55
    4.2.3 天线性能分析  55-57
  4.3 本章小结  57-58
第五章小型双频段MIMO天线设计  58-67
  5.1 天线设计原理与结构  58-60
  5.2 仿真与测量结果  60-64
  5.3 天线性能分析  64-66
  5.4 本章小结  66-67
第六章工作总结与展望  67-68
  6.1 工作总结  67
  6.2 工作展望  67-68
参考文献  68-71
发表论文和参加科研情况说明  71-72
致谢  72

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