移动终端内置小型化多频段天线的研究和设计

移动终端内置小型化多频段天线的研究和设计

内容简介：天线是在波导和自由空间之间耦合能量的器件，用于将发射机电路中的高频电流转化为电磁波辐射到自由空间中，或放过来将自由空间中的电磁波转化为电路中的高频电流传送至接收机，因此是无线通信系统中重要的组成部分，也是提升或限制系统整体性能的关键部件。随着第三代无线通信技术的全球推广以及第四代无线通信技术的日趋成熟，2G/3G/LTE等多制式移动通信网络共存成为必然趋势，因而现代移动终端（手机）尤其是智能手机工作频段也随之不断增加。为满足这些多制式多频段的通信需求，近年来移动终端天线得到了越来越多的研究和应用。
　　 本文系统地研究了手机内置天线的小型化、多频段和宽带化的技术，在此基础上运用Ansoft公司开发的电磁仿真软件HFSS对手机内置天线的结构进行了仿真和优化，并详细介绍了一款内置Monopole天线和一款内置Loop天线的设计实例。所设计的天线形式具有尺寸小、频带宽、剖面低和易共形等优点，具有广阔的应用前景。本文的研究工作，主要包括以下几个方面:
　　 一、概述移动通信系统，介绍本课题的研究背景及其研究意义，并简要介绍手机天线的研究现状，说明本文的工作安排。
　　 二、论述天线的理论基础，概述天线辐射的传输线模型和天线各项电性能参数。
　　 三、论述手机天线理论，阐述手机内置天线的常见形式(PIFA，Monopole，Loop)，详细介绍手机天线实现小型化、多频段和宽带化的技术方法。
　　 四、介绍两款多频宽带手机内置天线的设计实例，包括工作在GSM/DCS/PCS/WCDMA频段的单极子天线，和工作在GSM/DCS/PCS/WCDMA/LTE/WLAN频段的环天线。利用HFSS对手机内置天线的结构进行仿真计算和优化设计，并根据设计结果加工制作了其中的内置环形天线测试模型。测试结果与仿真结果吻合较好，表明天线的设计可满足实际需求。
　　 最后，对本文工作进行总结和回顾，说明论文的创新点，提出未完成和有待改进的地方，并展望下一步工作计划。

作者：代传堤,

关键词：PIFA设计, 移动终端, 内置小型化多频段天线, 仿真分析,