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用于MIMO系統(tǒng)的三頻段天線陣

作者: 時間:2011-05-04 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

每天都有新的用戶對服務(wù)和數(shù)據(jù)傳輸速度提出新的要求。多頻天線的發(fā)展已成為擴展手機性能的一種通用方法,而MIMO技術(shù)可提高手機的傳輸性能。目前多是使用作為手機的內(nèi)置天線。一些文獻專注于設(shè)計多頻天線。另外一些文獻致力于減少天線的耦合。當(dāng)天線工作于不同的頻率時,盡管天線之間的距離很近,依然可以獲得很好的。在文獻中,在典型的移動電話PCB上,兩個天線分別工作在GSM 900和DCS1800上,在饋電點插入高Q值的LC電路可以形成一個在工作頻段內(nèi)使彼此隔離的濾波器,這個方法可以有效地去耦合提高效率,但會減小帶寬。當(dāng)天線工作在同一頻率時,無法使用LC電路去耦,這時需要采用其他方法。EBG可以抑制天線之間的表面波,地板附加措施可以抑制地板表面的電流。文獻提出了一個新的觀點:通過計算,使用傳導(dǎo)電流補償極化電流。在文獻中,一種懸空的,和兩個天線相連的連接帶可以用來提高天線的。這條微帶線通過將天線的某些能量轉(zhuǎn)移到另外的天線達到抵消耦合影響的目的。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/260499.htm

在介紹如何去耦的文獻中,多為單頻天線,這是因為單頻天線結(jié)構(gòu)簡單,實現(xiàn)去耦相對容易。另外一些文獻介紹的天線大多工作在高頻,高頻天線結(jié)構(gòu)尺寸小,所以相同情況下,高頻天線的耦合要小很多。本文側(cè)重研究多頻天線,特別是覆蓋較低工作頻段的多頻天線,其中介紹的實現(xiàn)3個頻段(885~915 MHz,1 760~1 870 MHz和2 450~2 510 MHz)的工作特性,最低頻段可以覆蓋到900 MHz,并給出了多頻天線的工作特性。

1 天線設(shè)計

由于手機尺寸有限,需選擇尺寸小的三頻天線作為天線單元。這里選擇D.Kim在文獻里介紹的一款3頻天線。如圖1所示,有兩種方法放置天線。當(dāng)短邊相鄰時,雖然天線的間距較小,但是它們的更高。一個簡單的解釋是由于天線上的電流和電壓分布。在天線的開路端,電流為零,電壓和電量最大。如果天線的開路段很近,如圖1(b)所示,那么它們之間就會有很強的電磁耦合。








雖然選擇了最好的方式來放置天線,但耦合依然很大。一種方法是使用懸空且和兩個天線相連的連接帶來減小耦合。天線的S參數(shù)特性如圖4所示,可以看出連接帶可明顯降低天線的耦合度。圖5~圖7所示給出了天線在3個工作頻段時的方向圖。







另外一種是使用FR4材料以及小地板來減小耦合,天線結(jié)構(gòu)如圖8所示,的S參數(shù)仿真結(jié)果如圖9所示??梢钥闯觯谡麄€工作頻段內(nèi),實現(xiàn)了低于15 dB的隔離度,并實現(xiàn)了較好的匹配效果。




2 結(jié)束語

本文介紹一個可用于MIMO的二元PIFA天線陣,其中每個天線單元工作于3個頻段。提出了兩種方法來減小天線間的隔離度。一種是使用懸空且和兩個天線相連的連接帶。另外一種是使用FR4材料以及小地板。仿真結(jié)果顯示,在工作頻帶內(nèi)可以獲得15 dB的隔離度而不明顯影響輻射單元方向圖。



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