用于MIMO系統(tǒng)的基站天線研究與設計.pdf

1、平板電腦、智能手機、掌上游戲機等移動設備的蓬勃發(fā)展以及當前移動通信用戶的數(shù)量劇增，為無線通信的質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣忍岢隽司薮蟮奶魬?zhàn)?；咎炀€在通信系統(tǒng)中扮演著至關重要的角色，高性能的基站天線可以提供更優(yōu)的通信質(zhì)量與更快的通信速率。MIMO（multiple input multiple output多輸入多輸出）技術在提高通信速度和信道容量方面有著獨特的優(yōu)勢，其與基站天線的結(jié)合為當前不斷增加的高速通信需求提供了可行方案。因此，設計應用于

2、 MIMO基站通信的高性能天線單元與陣列變得非常有必要。
　　本文首先介紹了基站天線的基本概念與實際應用中的相關要求，在此基礎上進一步闡述了MIMO技術與基站天線結(jié)合的可行性。
　　本文在磁電偶極子天線的基礎上設計出了滿足項目要求的高增益寬帶12單元MIMO基站天線陣列，完成了天線實物的加工與測試，達到了項目關于帶寬、增益、陣元數(shù)目、最大功率容量的要求。
　　本文對磁電偶極子天線進行了較為深入的分析，從工作原理、電流分

3、布等方面入手，并在此基礎上，設計出了具有陷波特性的 MIMO基站天線陣列，實現(xiàn)了大范圍陷波頻帶可調(diào)的高性能MIMO天線系統(tǒng)設計，加工的天線實物測量結(jié)果與仿真結(jié)果吻合良好，實現(xiàn)了很好的工作特性。
　　其次，本文還利用雙U型槽結(jié)構(gòu)設計出了工作于WLAN與 WIMAX的雙帶基站天線單元。除了在所需工作頻段內(nèi)具有很好的定向與高增益特性，通過調(diào)節(jié)不同 U型結(jié)構(gòu)的尺寸，還可以實現(xiàn)不同頻段的應用需求。其頻帶單獨可調(diào)性也為其應用于MIMO基站系統(tǒng)

4、提供了很大的設計靈活性，其高增益與定向特性為其應用于遠距離基站通信提供了一種選擇。不得不提的是，該天線在高頻處的方向圖不穩(wěn)定，這可能會導致一些對通信質(zhì)量要求高的區(qū)域出現(xiàn)盲區(qū)進而限制其應用。分析其原因可知由于大小 U型槽單獨控制對應的工作頻段，而在高頻工作時，小U型槽的遮擋效應導致了高頻方向圖不穩(wěn)定的出現(xiàn)。
　　最后，針對上述提到的高頻處方向圖凹陷問題，本文采用Sierpinski分形結(jié)構(gòu)代替 U型水平貼片，利用分形結(jié)構(gòu)的多頻特性與