移动终端多天线研究

移动终端多天线研究

内容简介：随着无线通讯事业以及移动通信业务规模和种类的飞速发展，需要传输的数据量在不断的增加，人们对高速数据传输的需求更加迫切，高容量、高速率、高稳定性的移动多媒体传输成为了一个令人神往的目标，也是一个急迫解决的难题。对于此，传统的单天线收发通信系统似乎显得有些力不从心，幸而多天线移动通信技术的应用为解决该问题提供了全新的途径和契机。通过理论和实验的论证，多天线移动通信技术能在不增加带宽和额外功率的情况下成倍地提高移动通信系统的容量和通信质量，被认为是新一代无线通信技术的革命，在学术界和工业界引起了高度的重视。
　　 当然，有机遇就有挑战，多天线设计是多天线移动通信的关键技术之一，尤其在移动终端，要求在有限的空间内多天线之间的信号要具有低的相关性，而本文便围绕移动终端多天线设计这一主题展开了系统的研究。本文在介绍了多天线移动通信技术和移动终端多天线基本理论的基础上，详细阐述了移动终端多天线的设计方法，提出了适用于手机的三种不同形式的内置天线，并以此为素材对多天线隔离度与天线效率进行了系统的分析与讨论，总结了一种分析多天线系统中天线效率的新方法，并编写了相关程序，最后设计了一种新颖的隔离装置，成为改善天线间隔离度的新措施。
　　 首先，本文简要介绍了研究的相关背景，从回顾移动通信的发展历程，引出了多天线移动通信技术并作以简述，之后介绍了国内外多天线移动通信技术的研究现状。
　　 其次，介绍了移动终端多天线的设计要求，阐述了决定多天线布局的天线分集技术，给出了分集性能的衡量标准，在此基础上，提出了移动终端多天线设计思想与实现途径，并对移动终端多天线的分析数值方法进行简单的介绍。
　　 然后以手机作为移动终端设备的代表，根据其研究热点和发展趋势，对三种手机内置天线，包括倒F天线、平面倒F天线和环天线作了分析和说明，并对每种形式分别设计一款手机天线，为接下来的低频多天线研究作铺垫。
　　 最后利用文中设计的三种不同形式的手机天线组成双天线分集系统，从地板长度、共地耦合、空间耦合、不同形式天线的相互搭配等角度对实际模型进行仿真和分析，本质上认识和总结了手机低频分集天线系统中存在的关于隔离度和天线效率的问题。为方便多天线设计，文章针对多天线系统中的阻抗匹配是如何影响天线效率进行了研究和探讨，总结了一种分析双天线分集系统中主天线效率的方法。该方法通过将实际模型转换为等效电路进行分析，利用负载牵引法，并通过仿真结合编程的手段得到主天线等效率区域图，最终为双天线系统的设计提供最佳方案。最后，本文提出了一种新颖的隔离装置，该隔离装置单元结构简单小巧，面积仅为0.0002λ02，高度仅为0.003λ0，有效改善了移动终端天线间的隔离度。
　　

作者：呼延思雷,

关键词：移动终端, 多天线通信, 天线分集, 隔离度, 通信质量, 平面倒F天线,