日益重要的小型天线

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1、日益重要的小型天线具有小型天线的无线通讯产品市场正在飞速成长。虽然受到全球金融危机的影响，但是随着3G、Wimax、上网本以及WiFiPhone的发展，2009年预估的世界手机销售量将超越十亿（Gartner）。为了提供更多的无线功能于移动式产品（GMS、WCDMA、HSDPA、HSUPA、Bluetooth、WLAN），每台移动式产品都同时使用很多的小型天线。更多的移动式产品更开始增加GPS、DVB-H、CMMB等等功能。使用无线通讯的产品范畴亦由移动电话、无线局域网络由器、手提电脑领域扩展到诸如手机电视、数字相机、无线电视游戏

2、机、GPS导航器、RFID标签等等。小型天线相较于大型天线的不同之一在于它们的性能很难用仿真软件精确仿真。其原因在于大型天线通常用在周围不存在影响其功能的障碍物的空旷环境。与之相反，小型天线通常放置于包含吸收性材料、隔离材质或以不同方式影响天线性能的其它材料的壳体内。在移动电话中还常常设置有数个互为影响的不同天线。小型天线最重要的参数是它的天线效率（Antennaefficiency）。它表明有多少发射功率实际辐射到空间，或者说输向天线的辐射有多少能到达接收机。通过优化来尽可能提高天线效率，就可能直接影响许多重要参数，比如覆盖范围

3、、电池寿命、以及上行和下行连接的位错误率（Biterrorrate）。对于小型天线很难用仿真软件进行这种类型的最佳化模拟。由于大多数小型天线必须在多个频道、甚至数个频段具有较高的效率比现，因而在无线产品的开发及验证期间就需要进行大量测量工作，所以当公司能运用较快的量测方法来验证产品的性能，那公司就能使其新产品更快于其它公司推向市场，从而增强公司的竞争力。测量天线的传统方法是在微波暗室（AnechoicChamber）中进行，亦即没有任何反射，这对通常用于视线环境（Line-Of-Sight,LOS）的大型天线十分适合。但对用于室内

4、或都市这类存在有大量反射环境的小型天线性能量测确是又慢又不合适。反而在具有多重反射的环境，更符合于无线产品于实际环境的使用，微波混响室（ReverberationChamber）就是使用瑞利衰落理论（RayleighFading）来仿真无线产品于实际环境的情形。而微波混响室可以做得远小于微波暗室，而其测量速度确可以远快于微波暗室。这种新技术之所以吸引越来越多兴趣的另一个极大优点在于它提供了对具有多天线的产品的分集增益（DiversityGain）和MIMO（MultipleInputMultipleOutput，多发多收）通讯容量

5、（Capacity）进行直接测量的可能性。作为其替代方案的“驱车”测量法则非常复杂，而又极不可靠。您不可能精确的循同一环境路线驱车多次。目前这一技术已经在工作于开发新型移动宽带广播终端的群体，比如HSDPA、WiMAX、LTE（LongTermEvolution,长程进化）领域的群体中引起了极大兴趣，很多人希望能使用微波混响室进行多小型天线系统的特性测量。什么是微波混响室早在30多年前就开始应用微波混响室、或称搅模室（Mode-StirredChamber）、来进行电气设备的电磁兼容测量（EMC,ElectroMagneticCo

6、mpatability），用以确定电气设备的辐射量，以免干扰其它电气设备。微波混响室通常是一个具有某种搅模机构的，具有不同三维尺度的金属盒子或曰腔体。当它被小室中的一个、或数个天线在适当频率激发时，其中将会产生一定数量的驻波模式。通过将被测物放入腔体中我们可以确保它所产生的全部辐射都保留在腔体内，通过使用可动金属板、通常为旋转浆叶的形态、我们可以改变腔体内之驻波模式的边界条件，就可以保证无论辐射向哪个方向发射、都可以检测到辐射功率。用于EMC测量的微波混响室的测量精度通常不超过3dB的标准差（STD,StandardDeviati

7、on）。这一精度对EMC测量是足够了，但对于测量天线的效率、辐射功率或接收灵敏度而言、这一量测不确定度是太高了。由新观念催生的衍生公司“Bluetest”在1990年代末期，在Chalmer理工学院（ChalmerUniversityofTechnology）天线小组工作的Per-SimonKildal教授开始思考如何提高微波混响室的精度和速度，以便能够用它来测量小型天线、或具有小型天线的无线终端的天线效率、辐射功率、及其接收灵敏度。其出发点在于认识到传统的在微波暗室中测量天线的方法对于小型天线、或具有小型天线的无线终端、例如移动

8、电话的测量完全不适用，因为这些设备通常用在多反射的环境中，例如室内或都市环境。与此同时、某些公司已经开始对具有多天线的终端设备产生兴趣，亦即分集系统、或多入多出终端（DiversityorMIMOTerminals）。这类设备有可能增加移动宽带系统