小型化多频带LTCC天线设计与实现

摘要

随着移动通信技术的高速发展,第四代移动通信系统技术(4G)已经进入了商业化阶段,因此需要设计出尺寸小、性能优良,并且能够支持多个通信频段的终端天线。LTCC天线因其体积小、性能优越、不易被损坏等优点,近年来成为了很多学者研究的热点。本文采用LTCC技术的优势,设计了两款结构新颖的多频带天线。本文的主要工作有:
　　1.首先介绍了LTCC天线发展现状。接下来介绍了天线的一些基本技术指标,着重介绍了天线小型化以及实现多频带的一些方法,为后面的章节做了理论准备。
　　2.结合LTCC的特点,采用环形绕线的结构形式,提出了一款适用于GSM900、DCS1800、TD-SCDMA、TD-LTE的多频带终端天线。本文较为详细的阐述了该天线的设计与实现过程,包括:天线各个通带的逐一实现,天线低频带宽的扩展,天线反射系数的进一步降低,以及天线测试结果的误差分析。在距离天线底端0.1mm处引入一条环形线,实现了一款双通带天线。在距天线顶端0.1mm处引入第二条枝节,并通过金属柱将上下两金属条连通,形成了一款三通带天线。通过增加谐振枝以产生参差谐振的方法实现了天线低频带宽的扩展。通过在天线馈电端加上一块金属片使得天线反射系数进一步的降低。所有通带内天线的反射系数都小于-6dB。天线反射系数、方向图及增益的测量结果都在误差范围内。天线的最终尺寸为17.8mm×6mm×0.8mm。
　　3.针对GSM900、TD-SCDMA、TD-LTE三个通信频段,在螺旋曲折线结构的基础上,增加耦合结构实现了LTCC天线的多频带。本文系统的分析了螺旋圈数、螺旋横截面积、曲折线以及耦合辐射片位置对天线性能的影响。分析表明,螺旋圈数及耦合辐射片位置对天线谐振频率有较大影响。最终设计的天线尺寸为16mm×5mm×1.2mm,GSM900频带内天线反射系数小于-7.5dB,TD-SCDMA、TD-LTE频带内反射系数小于-10dB。

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第一章 绪论

1.1研究小型化多频带LTCC天线的意义

1.2 LTCC天线国外的发展动态

1.3 LTCC天线的国内发展动态

1.4 本文的主要工作安排及创新点

第二章 天线的基本理论

2.1 引言

2.2 天线基本参量

2.3 电小天线

2.4 天线小型化的方法

2.5 天线多频带技术

2.6 本章小结

第三章 环形绕线结构的LTCC多频天线

3.1 引言

3.2小型化多频带LTCC天线的技术指标及设计流程

3.3天线带宽的扩展

3.4 天线的加工与测试

3.5 天线的测试与分析

3.6 本章小结

第四章 螺旋曲折线多频带LTCC天线

4.1引言

4.2 螺旋结构特性研究

4.3曲折线结构性能的研究

4.4基于螺旋曲折线结构的单频LTCC天线设计与改进

4.5 基于螺旋曲折线的四通带LTCC天线的实现

4.6 增大天线增益的方法

4.7 本章小结

第五章 结论

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果