小型双频段MIMO天线设计

一种适用于MIMO系统的宽带小型化天线
李碧青;姜兴
【期刊名称】《桂林电子科技大学学报》
【年(卷),期】2011(031)003
【摘要】研究了一种适用于MIMO系统的宽带小型化天线单元.天线采用单层介质板结构,椭圆天线槽形式,两端口采用不同馈电方式.该天线单元结构简单,厚度小,利于与移动端设备共形.天线单元的-10 dB带宽可达到570 MHz,带宽范围内两极化端口隔离度优于-25 dB.
【总页数】4页(P177-180)
【作者】李碧青;姜兴
【作者单位】桂林电子科技大学,信息与通信学院,广西,桂林,541004;桂林电子科技大学,信息与通信学院,广西,桂林,541004
【正文语种】中文
【中图分类】TN82
【相关文献】
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互联网+技术nternet Technology一种Ka/K u双频段便携天线的设计□张义坡中国电子科技集团公司第五十四研究所周辉某部驻石家庄地区军代室【摘要】便携天线是一种可快速展开使用及收藏的卫星通信地球站天线。

文中设计了一种环焦形式的Ka/Ku双频段便携天线，它与传统的偏馈形式便携天线相比，Ka/Ku双频段共用形式使用更加方便快捷，并且馈源比较小巧，满足便携天线小型化的要求。

在进 行天线电气设计时将馈源模型与天线模型装配完成后，使用C ST软件对整天线方向图进行联合仿真计算，并进行优化处理。

仿真和 实测结果表明，设计的天线电气性能优良，具有良好的实用性。

【关键词】双频段便携环焦Design of a Ka/Ku Dual-Band Portable AntennaZhang Yi-po，Zhou H ui(The54th Research Institute of CETC,Shijiazhuang Hebei050081The Military Representative Office In Shijiazhuang,Shijiazhuang Hebei050081) ABSTRACT The portable antenna is a kind of earth station antenna used for satellite communication which can be deployed and collected quickly.In this paper,a Ka/Ku dual-band portable antenna in the form of ring focus is designed,Compared with the traditional partial feed form of portable antenna,the dual-band antenna is more convenient and quick to use,and its feed source is relatively small,which m eets the requirement of miniaturization of the portable antenna.In the process of electrical design,the pattern of the antenna is simulated by using the CST software after assembling the feed model and antenna model.The simulation and test results show that the antenna has excellent electrical performance and is very practical.Key words Dual-Band,Portable,Ring focus引言：目前，随着卫星通信技术的快速发展，对卫星通信地球站天线的小型化、轻量化设计需求越来越强烈，当前Ka/Ku双频段的便携天线普遍使用K a频段和K u频段两套馈源拆装实现，且天线形式多以双偏置天线为主，不利于目前便携天线小型化、一体化、集成化的特点。

一种高隔离度双频MIMO天线王利红【摘要】文中设计一种具有高隔离度的双频MIMO天线.将两款宽带毫米波天线垂直正交地放置于FR-4介质基板上,得到结构紧凑的双端口极化分集天线和四端口MIMO天线,利用其相互正交的极化方式提高了相邻端口间的隔离度.为了满足双频特性,分别在两天线单元的辐射贴片上刻蚀半圆环形和U形缝隙,地面开了长方形槽.通过HFSS仿真分析表明,所设计的天线可工作在28 GHz(24.5～29 GHz)和39 GHz(36～47 GHz),且在工作频段内具有较好的辐射特性,相邻端口间的隔离度达到了30 dB以上.同时,在天线上方加载了4根金属条作为引向器,提高了天线的增益.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2019(042)005【总页数】4页(P36-39)【关键词】MIMO;双频;高隔离度;毫米波;高增益;极化分集【作者】王利红【作者单位】山西大同大学物理与电子科学学院,山西大同 037009【正文语种】中文【中图分类】TN823-340 引言5G 无线通信系统得到了全球企业、研究院所和高校的广泛关注[1]。

与4G 相比，其主要特点之一就是转向了容易获得且带宽更宽的高频段[2⁃3]，FCC 公布将24 GHz以上频段用于5G 移动宽带运营，分别为[4]28 GHz，37 GHz，39 GHz 和64～71 GHz。

MIMO 技术在无线通信系统中得到了广泛的应用，因此设计一种工作于高频段的毫米波MIMO 天线也成了一个重要的研究方向[5⁃10]。

为了提高天线端口间的隔离度，文献[6⁃7]在天线地面开了长方形槽，结构简单但隔离度只达到20.6 dB 和17 dB。

文献[8]采用EBG 结构去耦的方式，使天线的隔离度达到30 dB，但天线结构较复杂，且为窄频带。

本文设计了两款辐射贴片上刻蚀一定结构缝隙的双频毫米波宽带天线，并组合使其极化方式正交，得到了高隔离度且结构紧凑的双端口极化分集天线和四端口MIMO 天线。

2023年 / 第9期 物联网技术410 引 言4G 网络创造了繁荣的网络经济，由于通信业务的多元化和复杂化，人们追求网络事物多样性的需求也日益增长，第五代移动通信系统（5G ）应运而生，它能够实现人与人、人与物、物与物之间的互联互通，VR 、自动驾驶、远程手术等具有巨大前景的技术也在5G 时代诞生并发展着。

5G 具有超大的带宽、巨大的传输速率，5G 时代的到来也促进着MIMO 技术的发展，但是其代价是增加了收发方的天线复杂度，使得天线设计必须考虑各个天线的互相影响，这对天线工程师来说是个巨大的挑战。

近年来，5G 技术越来越受到学术界和行业领域的关 注。

作为5G 无线通信的关键技术，大规模的MIMO 可以极大地提高信道容量。

因此，如何将越来越多的元件放置在有限的空间中是天线设计者面临的一个难题。

当各个天线单元之间的距离较小时，天线之间的耦合度会很大，对天线性能影响十分严重。

因此，如何提高各个天线间的耦合度成为MIMO 天线设计的重难点。

为了解决这一问题，通常采取以下3种方法：（1）将天线进行弯折，改变电流的路径，降低天线的谐振频率，这种方法也存在一定缺陷，改变电流的流向会导致方向图产生变异。

（2）提高板载天线介质板的介电常数能够增加隔离度，但是对于手机天线设计来说，一般使用FR4介质板，由于使用场景的限制，这种方法的可行性不是很高。

（3）利用耦合馈电使天线增加分布式电容，使天线激励起比较低的辐射模式，但是这种方法的困难点是馈电位置的选择。

1976年，Andersen 等人[1]从阻抗的方向出发，研究了天线耦合的问题，并将单极子天线作为例证。

Kokkinos 团队实现了利用地板缝隙对port PIFA 天线的去耦[2]。

Ban 等人[3]结合3.5 GHz 天线特点，利用中和线实现二单元4G MIMO 天线的去耦设计，其中的混合天线由GSM850/900/180/1800/1900/UMTS2100/LTE2300/2500和8个 工作于3 400～3 600 MHz 频段上的元件组成。

基于MIMO技术的天线设计与优化随着移动通信技术的发展，物联网以及5G时代的到来，无线通信技术已经成为人们日常生活中必不可少的一部分。

而在无线通信中，天线则是扮演着不可或缺的角色，它是将电磁波信号转化为电信号或将电信号转化为电磁波信号的媒介。

为了提高无线通信的传输速率和通信质量，MIMO技术也逐渐应用于无线通信中。

MIMO（Multiple Input Multiple Output），即多输入多输出，简单来说就是利用多个天线进行收发信号，实现数据传输的多路并行。

在基于MIMO技术的无线通信系统中，天线的设计和优化显得尤为重要。

下面将从天线元件、天线构型和天线电路方案三方面探讨基于MIMO技术的天线设计与优化。

一、天线元件的选择和设计在天线元件的选择和设计中，需要重视天线的增益、带宽、频率响应、辐射模式等因素。

对于基于MIMO技术的天线设计，还需要考虑到天线元件之间的互相干扰问题。

因此，在天线的元件设计过程中，需要尽可能地减小天线元件之间的相互干扰，并使天线元件之间的垂直距离最小，以避免天线元件之间的相互耦合。

对于MIMO天线系统中的每个天线，还需要注意其天线阻抗匹配问题。

一般来说，天线应该被设计成50Ω的阻抗匹配，以便与无线通信系统中的其他设备相配合。

在天线的设计过程中，还需要考虑到天线的可靠性和抗干扰能力。

二、天线构型的选择在选择天线构型时，需要考虑到天线的结构、材料、几何形状和适应的频率范围。

在MIMO天线系统中，天线的构型也需要经过一定的优化，以提高天线的通信效果。

一般来说，MIMO天线系统需要采用适当的空间分集技术，使天线之间的互相干扰最小，并能够最大程度地提高通信质量。

此外，还需要考虑到天线的位置和空间分布，以便实现更好的通信效果。

针对一些特殊的应用场景，比如电信杆、地面覆盖等，还需要考虑天线的环境适应性，以使天线能够在不同的环境中稳定工作，达到理想的通信效果。

三、天线电路的设计方案在MIMO天线系统中，天线电路的设计也尤为重要。

《宽频带高隔离5G MIMO手机天线设计研究》篇一一、引言随着5G技术的飞速发展，移动通信设备对天线性能的要求日益提高。

特别是在智能手机领域，宽频带、高隔离度的多输入多输出（MIMO）天线设计成为了研究的热点。

本文将重点研究宽频带高隔离5G MIMO手机天线的设计，分析其设计原理、优化方法及实际应用效果。

二、5G MIMO手机天线设计原理5G MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技术是一种通过在基站和移动设备之间使用多个天线来提高数据传输速率和可靠性的技术。

而天线的设计是MIMO技术实现的关键。

1. 宽频带设计宽频带设计可以使得天线在更宽的频率范围内工作，从而提高通信的灵活性和效率。

为了实现宽频带设计，通常采用优化天线的结构、材料和尺寸等方法。

此外，采用新型的宽带技术，如频率复用技术、极化分集技术等也可以提高天线的频带宽度。

2. 高隔离度设计高隔离度可以减少不同天线之间的相互干扰，提高通信质量。

为了实现高隔离度设计，可以采用不同的天线布局、隔离材料和隔离技术等方法。

例如，可以采用不同的天线阵列布局、引入隔离材料（如隔离膜、隔离墙等）或采用新型的隔离技术（如电磁波吸收材料等）。

三、宽频带高隔离5G MIMO手机天线设计在宽频带高隔离5G MIMO手机天线设计中，需要综合考虑天线的结构、材料、尺寸以及布局等因素。

以下是一些主要的设计步骤和优化方法：1. 确定天线类型和结构根据应用需求和设计要求，选择合适的天线类型和结构。

例如，可以采用PIFA（Planar Inverted-F Antenna）天线、倒F天线（Inverted-F Antenna）等类型，并根据需要进行组合和优化。

2. 优化天线尺寸和材料通过仿真分析和实验测试，优化天线的尺寸和材料，以实现宽频带和高隔离度的要求。

可以采用新型的材料和工艺，如柔性材料、印刷电路板等。

3. 布局设计和隔离技术合理布局天线阵列，减少不同天线之间的相互干扰。

《面向5G移动终端的MIMO天线设计与研究》篇一一、引言随着5G技术的快速发展，移动通信设备的需求和性能要求也在不断提高。

多输入多输出（MIMO）技术作为5G通信系统中的关键技术之一，其天线设计的重要性不言而喻。

本文旨在研究和设计面向5G移动终端的MIMO天线，以提高通信系统的性能和可靠性。

二、MIMO天线技术概述MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技术是一种利用多根天线进行数据传输的技术，可以在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，提高系统的信道容量和传输速率。

在5G移动通信系统中，MIMO技术的应用对于提高系统的性能和可靠性具有重要意义。

三、5G移动终端MIMO天线设计3.1 设计要求针对5G移动终端的MIMO天线设计，我们需要考虑以下要求：（1）高效率：天线应具有较高的辐射效率和转换效率，以保证信号的传输质量。

（2）高隔离度：多根天线之间的隔离度要高，以避免信号干扰和衰减。

（3）小型化：天线尺寸应尽可能小，以适应5G移动终端的紧凑型设计。

（4）多频段支持：天线应支持多个频段，以满足5G系统的频谱需求。

3.2 设计方案针对上述要求，我们提出了一种基于分形结构和介质谐振的MIMO天线设计方案。

该方案通过优化天线的结构参数和介质材料，实现了高隔离度、小型化和多频段支持的设计目标。

具体来说，我们采用了分形结构来减小天线的尺寸，同时利用介质谐振器来提高天线的辐射效率和转换效率。

此外，我们还通过优化天线间的距离和角度，提高了多根天线之间的隔离度。

四、仿真与实验分析为了验证所设计MIMO天线的性能，我们进行了仿真和实验分析。

首先，我们利用电磁仿真软件对天线进行了建模和仿真，得到了天线的辐射特性、阻抗特性和隔离度等参数。

然后，我们制作了实际的天线样品，并在实验室环境下进行了实验测试。

测试结果表明，所设计的MIMO天线具有较高的辐射效率、转换效率和隔离度，能够满足5G移动终端的通信需求。

摘要摘要近年来，移动通讯技术的不断地进步与发展，消费者对移动通信网络的覆盖面积与信号质量提出了更高的要求。

由于现代钢筋混凝土结构的建筑物对室外的基站信号有吸收和屏蔽作用，这样会对无线电波造成很大的传输损耗，因此移动终端在室内接收到的基站信号非常小，这可能导致室内的用户无法正常使用移动终端。

此外，在一些建筑物内，移动终端设备虽然能够正常通话，然而在这些建筑内用户数量比较多，由于基站信道拥挤，所以移动终端上线比较困难。

室内分布天线系统可以将移动基站的信号均匀分布在室内每个角落来解决这一问题，在这种情况下，本文提出了多款应用于室内分布系统的宽带定向天线及其宽带MIMO定向天线。

1. 双频宽带定向电磁偶极子天线设计。

本文通过对传统电磁偶极子天线进行研究，分别提出了双频宽带定向电磁偶极子天线和双频宽带双极化定向电磁偶极子天线，两款天线覆盖了目前国内三大运营商所使用的通信频段0.806~0.96 GHz和1.71~2.69 GHz。

本文提出了采用 形寄生枝节来改善电磁偶极子天线低频阻抗匹配的方法以及分析了影响天线低频辐射特性的原因。

按照两款天线的仿真模型，对天线进行了实物加工并且进行了测试，测试结果与仿真结果吻合比较良好，它们均可应用在室内分布天线系统中。

2. 双频宽带双极化定向MIMO天线设计。

首先设计了一款新形式的双频宽带双极化定向电磁偶极子天线，该天线采用寄生金属环加载，并且在地板边缘添加有一定倾斜角度的挡板，该天线在工作频段内具有良好的定向辐射特性、稳定的增益以及良好的交叉极化特性。

在此天线的基础上，用该天线组成了2×2 MIMO阵列，为了调节同极化天线单元之间的隔离度，在每两个天线单元之间引入了不同高度的挡板。

两款天线都覆盖了0.806~0.96 GHz和1.71~2.69 GHz国内的移动通信频段。

同样对两款天线仿真模型进行了加工和测量，测试结果与仿真结果基本吻合。

3. 带有陷波特性的双频宽带双极化定向MIMO天线设计。