3MIMO系统的移动终端单元天线设计

论文

电子科技大学

硕士学位论文

MIMO系统的移动终端单元天线设计

姓名：蒋岳忱

申请学位级别：硕士

专业：无线电物理

指导教师：杨宏春

20071215

论文

摘要

摘要

随着无线通信技术的快速发展，人们对无线通信的容量要求越来约高，频谱

资源的严重不足已经日益成为遏制无线通信事业的瓶颈。在多径环境下，无线ＭＩ

ＭＯ（Ｍｕｌｔｉ ＩｎｐｕｔａｎｄＭｕｌｔｉ．Ｏｕｔｐｕｔ）系统采用空间复用和分集技术可以极大地提高

频谱利用率，在无需增加频谱资源和发射功率的情况下，成倍地提升了通信系统

的容量与可靠性。ＭＩＭＯ技术被认为是新一代无线通信技术的革命，受到了越来

越多的关注。ＭＩＭＯ技术实质上是为系统提供空间复用增益和天线分集增益，空

间复用技术可以大大提高信道容量，而天线分集则可以提高信道的可靠性，降低

信道误码率。无论是空间复用还是天线分集，多天线的质量和多天线间信号传输

的多径效应是其基础，优异的多天线是ＭＩＭＯ系统设计的关键技术之一。尤其在

移动终端，要求在有限的空间内的多天线之间的信号要具有低的相关性，所以设

计小型化天线的设计和设计满足各种分集技术要求的天线是本论文的重难点。

在本文中首先在对分集概念做了简单介绍的基础上对天线分集做了详细的说

明，并且根据各种天线分集的特点提出了多天线设计的基本要求。

然后详细介绍了微带天线的原理，归纳了微带天线的小型化技术和宽带化技

术，在此基础上设计了一款微带天线。在微带天线的设计中为了获得线极化，在

微带贴片的形状上选择了矩形微带天线，天线的交叉极化鉴别率达１８ｄＢ以上；为

了缩小微带天线的体积，采用了短路片小型化技术使微带天线的体积缩小了一半；

为克服微带天线窄阻抗带宽的缺点，采用了多层多谐振宽带技术使天线的阻抗带

宽达到了设计要求；然后讨论了微带阵列天线间隔离度的问题。

最后在归纳了平面到Ｆ天线的演变过程的基础上又设计了一款变异的平面倒

Ｆ天线；为了适应现在通信多模的趋势，在设计平面倒Ｆ天线时将ＩＳＭ的５．２ＧＨｚ

频段也考虑在内；在多天线的布阵方面，在充分利用倒Ｆ天线与微带天线的极化

特点和详细讨论了，讨论了天线隔离度与空间位置的关系。关键词：ＭＩＭＯ，天线分集技术，微带天线，倒Ｆ天线，小型化天线

论文

ＡＢＳＴＲＡＣＴ

Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｍｏｂｉｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅｄｅｍａｎｄｓｏｆｕｓｅｒｓｆｏｒｔｈｅ

ｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｂｅｃｏｍｅｓｈｉｇｈｅｒａｎｄｈｉｇｈｅｒ．Ｂｕｔｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙ

ｕｓｅａｂｌｅｉｓｌｉｍｉｔｅｄ，ＳＯｈｏｗｔｏｕｔｉｌｉｚｅｔｈｅｌｉｍｉｔｅｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆ

ｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｂｅｃｏｍｅｔｈｅｈｏｔｔｏｐｉｃｏｆｔｈｅｍｏｂｉｌｅｃｏｍｍｍｆｉｃａｔｉｏｎ．Ａｃｒｅａｔｉｖｅ

ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｐｒｏｖｉｄｅｄａｎｏｖｅｌｓｏｌｕｔｉｏｎｔｏｄｅａｌ、析ｍｔｈｉｓｐｒｏｂｌｅｍ，ｗｈｉｃｈｎａｍｅｓ

Ｍｕｌｔｉｐｌｅ－ＩｎｐｕｔａｎｄＭｕｌｔｉｐｌｅ－Ｏｕｔｐｕｔ０ＶＩＩＭＯ）．ｗｉｒｅｌｅｓｓｓｙｓｔｅｍｓ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙ

ｍｕｌｔｉｐｌｅａｎｔｅｎｎａｅｌｅｍｅｎｔｓａｔｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒａｎｄｒｅｃｅｉｖｅｒ，ｃａｎｉｎｃｒｅａｓｅｄｃａｐａｃｉｔｙａｎｄ

ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｉｎｒｉｃｈｍｕｌｔｉｐａｔｈｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ．Ｓｕｃｈｓｙｓｔｅｍｓｏｐｅｒａｔｅｂｙｅｘｐｌｏｉｔｉｎｇｔｈｅ

ｓｐａｔｉａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｍｕｌｔｉｐａｔｈｃｈａｎｎｅｌ，ｔｈｅｒｅｂｙｏｆｆｅｒｉｎｇａｎｅｗｄｉｍｅｎｓｉｏｎｗｈｉｃｈＣａｌｌ

ｂｅｕｓｅｄｔｏｅｎａｂｌｅｅｎｈａｎｃｅｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｗｈｉｌｅｃｏｄｉｎｇａｎｄｓｉｇｎａｌ

ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｒｅｋｅｙｄｅｍｅｎｔｓｔｏｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆａＭＩＭｅｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ

ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｃｈａｎｎｅｌａｎｄａｎｔｅｎｎａｄｅｓｉｇｎｒｅｐｒｅｓｅｎｔｍａｊｏｒｐａｒａｍｅｔｅｒｓｔｈａｔｕｌｔｉｍａｔｅｌｙ

ｉｍｐａｃｔｓｙｓｔｅｍｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｓｏｄｅｓｉｇｎｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｔｅｎｎａａｎｄｌｏｗｒｅｌａｔｉｏｎａｎｔｅｎｎａ

ａｒｒａｙｉｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｏｒＭＩＭｏｓｙｓｔｅｍ．

ｆｉｒｓｔｌｙ，ａｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄｉｖｅｒｓｉｔｙｉｓｍａｄｅ，ｔｈｅｎａｅｘｐｌａｉｎａｂｏｕｔｔｈｅａｎｔｅｎｎａ

ｄｉｖｅｒｓｉｔｙａｎｄｔｈｅｄｅｍａｎｄｆｏｒｔｈｅａｎｔｅｎｎａｄｅｓｉｇｎａｌｅａｌｌｐｒｏｖｉｄｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．

Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｅｖａｒｉｏｕｓｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐａｎｔｅｎｎａ

ａｌｅｂｒｉｅｆｌｙｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．ａｎｄｔｈｅｃａｖｉｔｙｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐａｎｔｅｎｎａｉｓ

ｒｅｖｉｅｗｅｄｄｅｔａｉｌｙ．Ｔｈｅｎｔｈｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｆｏｒｂｒｏａｄｂａｎｄｉｎｇａｎｄｃｏｍｐａｃｔｉｎｇｏｆｍｉｃｒｏｓｒｔｉｐ

ａｎｔｅｎｎａｓａｒｅａｌｓｏｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ａｔｌａｓｔａｃｏｍｐａｃｔａｎｄｂｒｏａｄｂａｎｄｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐａｎｔｅｎｎａａｎｄａ

ｌｌｉｇｈｉｓｏｌａｔｉｏｎａｒｒａｙａｒｅｄｅＶｉｓｅｄ．

Ｌａｓｔｌｙ，ｔｏｍａｋｅｔｈｅｂｅｓｔｕｓｅｏｆｔｈｅｌｏｗｐｒｏｆｉｌｅａｔｔｒｉｂｕｔｅｏｆｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｄｍｉｅｒｏｓｔｒｉｐ

ａｎｅｎｎａａｐｒｉｎｔｅｄｉｎｖｅｒｔＦａｎｔｅｎｎａｉｓｄｅｓｉｇｎ，ｏｐｅｒａｔｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｓ２．４－，，２．５ＧＨｚａｎｄ

５．２巧．４ＧＨｚ．ａｎｄａ２Ｄａｒｒａｙ丽也ｈｉｇｈｉｓｏｌａｌｉｏｎ’ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｄｂｙｔｗｏＰＩＦＡａｎｄａ

ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐａｎｔｅｎｎａ，ｉｓｃｏｎｔｒｉｖｅｄ．

Ｋｅｙｗｏｒｄ：ＭＩＭｅ，ａｎｔｅｎｎａｄｉｖｅｒｓｉｔｙ，ｍｉｅｒｏｓｔｒｉｐａｎｔｅｎｎａ，ｉｎｖｅｒｔＦａｎｔｅｎｎａ，ｃｏｍｐａｃｔ

ａｎｔｅｎｎａⅡ

论文

独创性声明

本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工

作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的 …… 此处隐藏：2273字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……