mimo移动通信系统中终端多天线设计

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1、电子科技大学硕士学位论文MIMO移动通信系统中的终端多天线设计姓名：肖伟宏申请学位级别：硕士专业：电磁场与微波技术指导教师：聂在平20060401摘要尽管第三代移动通信技术正方兴未艾，新一代移动通信技术已初露端倪。其高质量、高速率的移动多媒体传输目标令人神往。然而，实现这一目标并非易事，传统单天线收发通信系统显得极其苍白无力。即使采用常规发射分集、接收分集以及智能天线技术，同样也不足以满足新一代无线通信系统对大容量与高可靠性的需求。可幸的是，多入多出(MIMO)无线通信技术为解决该问题提供了全新的途径，它在无线链路收发两端均采用多天线，充分开发空间资源，在无需增加频谱资源和发射功率

2、的情况下，成倍地提升了通信系统的容量与可靠性。当然，机遇与挑战总是并存的，与常规单天线收发通信系统相比，MIMO通信系统中多天线的应用面临着大量亟待研究的问题。优异的多天线性能是MIMO系统实现其各种优势的根本保障，本文以863项目“新型天线与分集技术研究”为契机，围绕移动终端多天线设计这一主题展开了系统的研究。本文在介绍了MIMO系统移动终端天线基本理论的基础上，详细阐述了MIMO系统移动终端天线的设计方法，提出了适合于MIMO移动终端的三种可穿戴式天线及三种内置微带贴片天线：并通过天线各参数的测量以及MIMO系统试验平台的外场测试对所设计天线进行了验证。首先，本文简要回顾了研究

3、的相关背景，通过对现代移动通信的发展及其所面临的挑战和急需解决的问题的总结，了解了MIMO通信技术引入的必然性；在此基础上，对MIMO移动通信技术进行了系统的阐述，包括传统的SISO系统以及智能天线系统向MIMO系统的演进，MIMO移动通信技术基本原理，MIMO系统的主要研究内容和国内外研究动态。其次，结合MIMO系统终端多天线设计要求，概括了现有MIMO系统终端天线的主要形式及特点，阐述了决定多天线布局的天线分集形式，给出了分集性能的衡量标准：并在此基础上，提出了适合于本MIMO试验平台的移动终端多天线设计思想与技术途径，即通过采用分集技术、改善单元天线方向图、实现天线的小型化与

4、双极化使所设计多天线满足MIMO系统的需求，在具体实施方案上，明确了外置可穿戴式天线与内置微带贴片天线两种方案。接着，本文介绍了微带天线设计及在移动终端多天线系统中的应用，概述了微带天线的分类、优缺点、分析方法及馈电方式，给出了MIMO移动终端微带天摘要线小型化、双极化的具体方案。然后，本文重点介绍针对不同的适用情况，所设计的移动终端外置可穿戴式天线与内置微带贴片天线。其主要包括腰带式可穿戴天线、腰包式可穿戴天线、电抗加载的双极化微带贴片天线、采用高介电常数磁性材料作为介质基片的的垂直、水平极化与+45。双极化微带贴片天线。通过对天线各参数测量的结果分析表明，可穿戴式天线提升了分集

5、单元数目，丰富了分集形式，降低了天线的人体吸收率(sAR)；内置微带贴片天线虽然占据着极小的空间，却利用双极化技术获取了极化分集增益；各种天线均较好的满足了MIMO系统对终端天线的要求。最后，为验证所设计移动终端多天线的性能，我们将其用于MIMO系统试验平台，进行了一系列的实验，并对实验数据进行了分析和讨论。从实验结果可以看出，所设计多天线可以获得良好的分集效果，达到了预期的设计目标。关键字：多输入多输出，天线分集，可穿戴天线，双极化，小型化IlAbs订actABSTRACTTheThirdgeneration(3G)mobilecommunicationtechnologiesa

6、restillexpectedverymuchtobedeveloped，however,newgenerationofwirelesscommunicationtechnologiesisemergingandbooming，thegoalofwhichisattractive，becauseofitshighqualityandhighdatarateinmobilemultimediatransmissionThefulfillmentofthisunprecedentedgoalisnotsoeasy,andtraditionalcommunicationsystemsus

7、ingsingleantennatransmitandreceivesignalsareconfrontedwithastiffchallenge．Traditionaltechnologies，suchasthetraditionaltransmitdiversity,receivediversityandsmartantennatechnology,aredifficulttosarisfythedemandsofbothlargecapacityandhighr