多频宽带MIMO手机天线设计

摘要

MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出)技术是4G的关键技术之一，未来的5G通信中，仍是不可或缺的主角。然而，在移动终端的有限空间内放置更多天线，实现宽频带覆盖并保证天线间的高隔离度是当前MIMO天线亟需攻克的难点。因此，有关移动终端的多频段宽带MIMO天线的研究具有重要的现实意义。
　　本文针对移动终端的手机天线进行深入研究，并设计出两款宽带多频段MIMO手机天线，主要工作概括如下:
　　1、设计了一款应用于手机的新型宽带4×4MIMO天线。该天线系统由4个相同的PIFA天线单元组成，分布于FR4介质板的四个角。通过附加寄生单元、在金属地板上开槽并延伸T型地枝节相结合的方法来提高天线单元间的隔离度。其中，该寄生单元的引入并未增加天线自身尺寸。实测结果表明:其回波损耗大于10dB且隔离度大于14dB的同时，工作带宽包含DCS1800、PCS190、UMTS2100、LTE2300/2500和2.4GHz WLAN六个频段。实测辐射方向图的对称性以及计算所得的低ECC(Envelope Correlation Coefficient，包络相关系数)证实了该天线系统具有良好的分集性。
　　2、设计了一款应用于4G/5G的平面单极子MIMO天线。该天线由2个4G天线单元和4个5G天线单元组成。4G天线在满足回波损耗大于6dB以及隔离度大于10dB的条件下，覆盖了GSM850/900、DCSI800、PCS1900、UMTS2100和LTE2300/2500的七个频段，在高频段的S12更是小于-15dB。5G天线在满足回波损耗大于10dB以及隔离度大于12dB的条件下，覆盖5G的3300-3600MHz的频段。实测辐射方向图和增益均符合手机天线的基本要求。低ECC值也表明该天线系统可以获得较高的分集增益。因此，该天线系统的设计具有广泛的应用前景。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文的主要工作与内容安排

2．1 引言

2．2 天线的常用特性参数

2．2．2 方向图与方向性系数

2．2．3 效率和增益

2．3 MIMO天线的特有参数

2．3．1 互耦系数

2．3．2 相关性系数

2．4 本章小结

第三章 手机天线设计原型与常用技术

3．1 引言

3．2 手机天线原型

3．2．1 单极子天线

3．2．2 PIFA天线

3．2．3 两类天线的性能对比

3．3 手机天线的宽频带、多频段技术

3．3．1 宽频带技术

3．3．2 多频段技术

3．4 本章小结

第四章 新型宽带四单元手机天线设计

4．1 引言

4．2 天线设计

4．2．1 天线结构

4．2．2 仿真分析

4．2．3 实验结果及分析

4．3 本章小结

第五章 多频段六单元单极子天线设计

5．1 引言

5．2 天线设计

5．2．1 天线结构

5．2．2 仿真分析

5．2．3 实验结果及分析

5．3 本章小结

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

硕士期间研究成果