【摘 要】
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随着无线通信技术的广泛应用,5G技术已经开始被广泛应用到通信系统中,6G研究也在如火如荼地进行着。与传统的单输入单输出通信系统（Singer-InputSinger-Output）相比,多输入多输出（Multiple-Input-Multiple-Output）系统能在不增加频谱资源的情况下,增加信道容量和信号的可靠性。可重构天线则能根据实际需要改变天线的工作状态,基于可重构天线的MIMO系统研究
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随着无线通信技术的广泛应用,5G技术已经开始被广泛应用到通信系统中,6G研究也在如火如荼地进行着。与传统的单输入单输出通信系统（Singer-InputSinger-Output）相比,多输入多输出（Multiple-Input-Multiple-Output）系统能在不增加频谱资源的情况下,增加信道容量和信号的可靠性。可重构天线则能根据实际需要改变天线的工作状态,基于可重构天线的MIMO系统研究,是具有理论价值和实际意义的。本文设计了三款可重构MIMO天线,分别是频率可重构天线、极化可重构天线和方向图可重构天线:频率可重构天线是在微带缝隙天线的基础上,通过在缝隙上加载PIN二极管的方式来控制天线的工作频率,实现频率的可重构功能。将四个频率可重构天线单元组成MIMO天线,设计降耦结构对天线进行降耦处理,最后再给MIMO天线进行加工测试,最终天线在2.3-2.7GHz模式下的S11低于-10d B,S21低于-25d B,S31低于-20d B;在高频段2.7-3.3GH的S11低于-10d B,S21和S31都低于-20d B,MIMO天线的包络相关性系数和总有效反射系数也表现良好。设计的极化可充构天线是从微带振子天线演变过来的,考虑到天线的小型化,对天线的振子进行弯折处理。将两个天线振子垂直放置,并且通过PIN二极管来控制振子的工作状态,从而实现天线的极化可重构功能。将两个极化可重构天线组成MIMO天线,设计“Γ”型金属枝节降低天线耦合度,最终天线在2.4-2.6GHz内S11小于-15d B,S21从-20d B降至-25d B以下。方向图可重构天线是在微带贴片天线的基础上,在辐射贴片上开一条长缝隙,在缝隙的两端分别加载PIN二极管。天线工作时,控制二极管的通断,改变辐射贴片上的电流分布,可以实现方向图的可重构功能。将两个天线单元组成MIMO天线,加载“I”型金属贴片以降低天线的耦合度。最终,天线在H面的最大辐射方向与法线的夹角为±30°,有效实现了方向图可重构功能。
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