小型化多频段MIMO手机天线设计

小型化多频段MIMO手机天线设计

内容简介：MIMO( Mitiple-Input Mitiple-Output)技术被广泛认为是第四代 LTE(Long Term Evolution) 移动通信系统的核心技术之一。但是,由于手机天线的尺寸以及天线单元之间的互耦等因素的限制,MIMO技术在蜂窝移动通信中还很少实现商业应用。同时,第四代LTE移动通信系统需要兼顾前三代的很多频段,这就要求手机天线不仅要有较小的尺寸而且还要具备多频段的特性。鉴于此,本文对小型化多频段MIMO手机天线进行了深入的研究。
　　本文首先对PIFA天线的性能和多种实现天线小型化多频段的技术进行研究,为MIMO手机天线单元的设计提供了必要的理论基础。其中重点研究了手机天线设计中耦合馈电技术、匹配电路加载技术、弯折线加载技术和集总电感加载技术在实现手机天线的多频段、宽带、小型化方面的积极作用。通过采用耦合馈电和弯折线加载技术,创新性地设计了两款小型化七频段平面印刷手机天线。通过采用带阻匹配电路加载和集总电感加载技术,设计了一款小型化八频段立体手机天线。仿真和测试结果表明该三款手机天线都具有很好的驻波和辐射性能。
　　其次对地枝结构去耦技术进行了研究,并设计了一款小型化七频段的MIMO手机天线。该MIMO天线单元的尺寸为 325?10?4mm ,天线单元的间距为10mm ,通过一个由U形和两对称的L形金属带构成的新型地枝去耦结构为该天线进行宽带解耦。仿真和测试结果表明该MIMO手机天线的S11、隔离度、天线的辐射效率、3-D辐射方向图以及ECC均满足设计要求。
　　最后对中合线去耦原理进行了研究,并结合地枝结构去耦技术,设计了一款小型化七频段MIMO手机天线。该MIMO天线单元的尺寸为 328?10?4mm ,天线单元的间距为4mm。为了实现天线单元良好的阻抗匹配以及实现天线高频部分的解耦,在两天线单元之间引入一个T形地枝结构。此外,设计了一种新型带有集总电感的U形中合线结构来提高低频部分的隔离度。仿真和测试结果表明在T形地枝结构和U形中合线结构的共同作用下,该天线单元之间的隔离度在七个频段内均高于10dB。

作者：刘成丽,

关键词：MIMO手机天线, PIFA天线, 地枝结构, 中合线结构, 去耦技术,