LTE多频段手机MIMO天线设计研究

LTE多频段手机MIMO天线设计研究

内容简介：随着3G移动通信网络的成熟和4G LTE(Long Term Evolution)网络的快速发展,智能手机得到更加广泛的应用。在目前的通信制式下手机天线既要实现对于新推标准LTE工作频段的有效覆盖,又要同时兼容3G,2G通信频段,宽带设计成为必然的要求。与此同时LTE标准采用了多输入多输出(MIMO)多天线技术,这意味着提供给单个天线的设计面积将更小。受制于有限的手机整体尺寸,MIMO天线单元之间的将存在强烈电磁耦合,强耦合会降低天线的效率,减少天线单元的辐射多样性,影响系统的通信效能。作为手持无线设备,手机天线受到人体的影响,因此研究手机与人体之间的相互作用有重要的意义。鉴于此,本文针对MIMO 天线单元频带拓展技术、MIMO 天线单元间去耦技术,以及天线与人体间的相互作用影响进行研究,其内容主要包括：
　　首先本文调研手机天线的研究背景以及国内外发展状况,对目前已经发布的手机天线进行分类整理,研究宽带匹配技术,探索宽带小尺寸单元天线设计,并提出两款小型化宽带天线设计方案,基于已有方案分析研究在较小空间内实现宽带天线设计的可行性,为手机MIMO天线设计做铺垫。
　　接着,以已经验证的单元天线为基础完成MIMO天线组合设计,探索在多天线系统中单元天线的性能的变化,深入分析天线设计参数,保证天线单元在多天线系统下拥有良好的阻抗匹配带宽。同时分析现有的去耦方案,讨论各类去耦技术的优势和缺陷,研究更具有实用性的去耦策略,并将去耦性能良好实用性强的去耦技术运用到本方案中,仿真优化MIMO天线性能,完成对天线的测试和实验数据分析。结果表明本文的设计方案性能稳定,结构紧凑,适用性强,能较好的应用的手机的MIMO天线设计中。
　　其次,本文研究手机天线的在具体应用环境中人体与天线之间的相互作用。根据人对于手机的使用习惯建立全波仿真模型,分析在不同工作模式下手和头部对于手机天线的影响。通过总结手机与人体之间的相互影响机理研究未来手机MIMO天线设计更加合理的配置。
　　最后,本文将从带宽拓展,去耦技术方面对手机MIMO天线的设计做总结,对方案的可行性进行全局的阐述分析。通过对天线性能的总体研究和不同使用环境中的表现总结宽频带紧凑型手机MIMO天线设计中的技术要点。

作者：杨顺,

关键词：手机天线设计, 宽带匹配, MIMO天线, 去耦技术, LTE/GSM/UMTS,