小型化超宽带MIMO天线的研究与实现

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1、分类号______________________________密级______________________________ＵＤＣ______________________________编号______________________________硕士学位论文小型化超宽带MIMO天线的研究与实现学位申请人：吴喜亮学科领域：信息与通信工程指导教师：刘志伟副教授副指导教师：张晓燕副教授答辩日期：2018.05.23独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，

2、除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果，也不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人签名_______________日期____________关于论文使用授权的说明本人完全了解华东交通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规

3、定，本论文无保密内容。本人签名____________导师签名__________日期___________摘要小型化超宽带MIMO天线的研究与实现摘要与其他短距离无线通信技术相比，超宽带技术具有传输速率高、抗干扰能力强、低功耗、保密性强以及定位精度高等诸多优势。超宽带天线的性能直接影响到了超宽带系统性能，因此设计符合超宽带系统通信要求的高性能、小型化超宽带天线已经成为关键技术之一。此外，多输入多输出技术（MIMO）在接收端与发射端同时使用多只天线，在不额外占用频率资源的情况下，成倍提高数据传输速率。在信道带宽和接收端平均

4、信噪比一定时，MIMO系统的信道容量与最小天线数成正比。目前，MIMO技术已经成为4G网络的关键技术之一，未来，MIMO技术也必将作为5G网络的核心技术受到广泛关注。MIMO天线设计的难点在于如何合理解决多个天线置于受限的小区域空间情况下减小天线单元间耦合，提高隔离度。首先，文章介绍了超宽带MIMO技术的研究背景、超宽带技术的研究现状以及超宽带天线的研究现状。介绍了天线的辐射原理以及相关性能参数，简单介绍了MIMO技术以及MIMO天线相关性能参数。其次，文章设计了一款两单元超宽带MIMO天线，通过在地板中间引入T型解耦枝节

5、与地板挖槽两种解耦合方法，设计的天线具有高的隔离度(S21<-15dB)。测试结果表明天线的PeakGain在整个超宽带频段内大于2dBi。天线最低辐射效率在60%左右。最高辐射效率超过80%。最后，文章设计了两款小型化超宽带MIMO滤波天线，一款基于二分之一波长阻带槽技术，另一款基于四分之一波长阻带槽技术。两款天线均通过在地板上挖槽的方式减小天线单元间耦合，提高天线的隔离度。仿真与实测结果分析表明，二分之一波长阻带槽超宽带MIMO天线能实现4.8-5.4G频段滤波性能，在超宽带频段内具备良好的阻抗匹配（S11<-10dB

6、）和隔离性能（S21<-15dB），四分之一波长超宽带MIMO天线能实现5-6GHz频段滤波特性。关键词：高隔离度，槽天线，小型化，滤波IAbstractRESEARCHANDIMPLEMENTATIONOFMINIATURIZEDULTRA-WIDEBANDMIMOANTENNASABSTRACTWiththerapiddevelopmentofcommunicationtechnology,moreandmoremethodstoimprovethecommunicationratehavebeenresearched

7、andappliedinordertomeettheincreasingdemandofhigh-ratecommunication.Ultra-widebandtechnologyhasbecomearesearchhotspotasahigh-rateandshort-rangecommunicationtechnology.Comparedwithothershort-rangewirelesscommunicationtechnologies,UWBtechnologyhasmanyadvantagessuchas

8、hightransmissionrate,stronganti-interferenceability,lowpowerconsumption,highconfidentialityandhighpositioningaccuracy.Theperformanceofultra-widebandante