紧凑型天线阵列的去耦研究

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1、紧凑型天线阵列的去耦研究⑧重庆大学硕士学位论文(专业学位)学生姓名：SahrGeraldMbayo指导教师：于彦涛副教授学位类别：工程硕士(电子与通信工程领域)重庆大学通信工程学院二0--年四月DECOUPLINGOFCOMPACTANTENNAAThesisSubmiRedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementforProfessionalDegreeBySahrGeraldMbayoSupervisedby：Asso．Prof．YuYantaoSpecialty：ME(Elect

2、ronicandCommunicationEngineering)CollegeofCommunicationEngineeringofChongqingUniversity，Chongqing，China．April，2013．中文摘要摘要目前，人们对移动设备应用及其服务的需求激增。而这些新应用通常要求较高的数据速率，因此人们采用了具有多样性的多天线阵系统。当代通信系统越来越多地采用自适应天线阵来满足对较高数据速率以及用户移动性需求。比如波束成形、测向以及分集接收等技术已经采用了天线阵。移动终端的应用对天线尺寸有极高要求。由于空间限制，天线阵元紧凑地安置在

3、移动终端中，其阵元间距通常小于1／2自由空间波长。狭小的阵元间距使得紧凑阵列的天线端口出现强互耦合现象。强互耦合现象将制约系统的性能。因此，去耦合网络将用来弥补互耦合效应。本文将介绍一种采用解析式设计方程的去耦合网络设计方法，天线阵的本征模式将被一步步地解耦。该去耦合网络只由一些无损的电抗元件组成。这种去耦合网络的微带化设计有时候比天线阵本身更大。对于天线空间有限的设备，该网络是不适合的。因此，我们还将采用模馈电网络来实现端口去耦。该网络利用阵列的本征模式的正交特性来实现去耦合。馈电网络和阵列组合的输入端口可独立匹配。对于数字化波束成形应用，正交本征模向量的

4、线性组合可获得阵元的权值。这种对端口进行去耦合的方法为去耦合网络提供了更好的设计。因其能显著地减少尺寸，更适用于移动设备中。关键词：天线阵，互耦合，去耦合，数字波束成形丛：曼：!皇皇!堡Q!堡垒殳翌gg!里g堕坠!!皇堡i堕IIAbstractInrecentyearsthedemandfornewapplicationsandservicesformobiledeviceshasseenagreatincrement．Thesenewapplicationsneedahigherdataratetofunctionproperly，insuchscenar

5、iomultipleantennasystemshasbeenimplemented，whereintheytakeadvantageofthediversitythatthesesystemsprovide．Tomeetthefastgrowingdemandsforhigherdataratesandgreaterusermobility，modemcommunicationsystemsincreasinglyemployadaptiveantennaarrays．Spacetimetechniquessuchasbeamforming，directi

6、onfindinganddiversityreceptionhaveincorporatedtheuseofantennaarrays．Forapplicationsonmobileterminals，wheresizeisofutmostconcem，fittingantennaelementsclosertogetherinsidethemobileterminalsbringsagreatchallengeduetorestrictionsonitsspace，whichdemandstheinter—elementspacingbesmallerth

7、anL／2．Thissmallelementspacingleadstothephenomenonofastrongmutualcouplingbetweentheantennaportsofcompactarrays．Thisstrongcouplinginhibitssystemperformance；asaresultadecouplingnetworkCanbeusedtocompensateforthemutualcouplingeffects．Inthisthesis，adecouplingnetworkdesignmethodusingclos

8、ed—formdesignequationispro