【摘 要】
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随着通信技术的飞速发展,无线终端对频谱资源的需求不断增长,通信系统对数据高品质、大容量传输的需求也越来越紧迫。MIMO技术利用多径传输克服信道衰落,在不增加发射功率和
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随着通信技术的飞速发展,无线终端对频谱资源的需求不断增长,通信系统对数据高品质、大容量传输的需求也越来越紧迫。MIMO技术利用多径传输克服信道衰落,在不增加发射功率和频谱的条件下可成倍地提升信道容量。MIMO天线作为MIMO系统的核心器件,已经成为当前学术界的研究热点。另外,终端设备的小型化趋势加剧了狭小空间内天线单元之间的耦合效应。论文就设计宽带MIMO天线及其去耦结构展开了研究,主要创新点有:1.利用地面枝节和寄生开口环结构改善MIMO天线的带宽和隔离度。该设计的MIMO天线由两个平面单极子组成,在地面上引入枝节使带宽和隔离度均得到了增加。之后在单极子辐射体周围加载了开口环结构,在不增加天线整体尺寸的条件下,带宽扩展了 2.55GHz。最终该天线覆盖了 3.1-5.65GHz的频段,并获得15dB以上的隔离度,天线总体辐射性能良好。2.利用极化分集技术和缝隙结构减小MIMO天线单元间的耦合效应。天线单元采用缝隙和枝节结构实现了宽带工作特性。MIMO天线由四个天线单元通过极化分集技术组阵。为了进一步降低耦合作用的影响,在相邻的单元之间加载了缝隙结构。缝隙有效地抑制了耦合,阻抗匹配和隔离特性均得到改善。测试结果表明该MIMO天线在2.31-7.95GHz频段能够取得大于17.5dB的隔离度。3.利用一组缺陷地结构改善超宽带MIMO天线的隔离度。所提出的天线单元是基于开口槽结构设计的,通过改进结构展现出了超宽带特性。MIMO天线由两个对称放置的天线单元组成,并在单元之间加载了基于缺陷地结构的去耦网络。该结构限制了耦合电流的流动,且不影响天线的阻抗匹配性能。测试结果显示该MIMO天线能够覆盖UWB频段且隔离度大于20dB。另外,还讨论了天线的分集性能,包络相关系数、平均有效增益及分集增益均符合设计要求。
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