双频手机天线设计

作     者：孙嘉骞 秦裕航 

作者机构：中国兵器装备集团自动化研究所有限公司四川绵阳621000 

出 版 物：《物联网技术》 (Internet of things technologies)

年 卷 期：2023年第13卷第9期

页      面：41-46,50页

学科分类：08[工学] 081203[工学-计算机应用技术] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主　　题：倒F天线 移动终端设备 MIMO天线 多频天线 多枝节天线 5G 开槽去耦 

摘      要：本文设计了一种具有8个单元的MIMO天线,可在2.4~2.6 GHz和3.4~3.6 GHz范围内工作,适用于5G手机通信系统。首先设计一款基于倒F天线的单元双频天线,通过在倒F天线的基础上增加枝节来实现双频工作,通过弯折枝节设计来减小其所占空间,实现小型化设计。单元天线最大增益为6.3 dB,当它工作在2.5 GHz时天线效率约为94%;当它工作在3.5 GHz时,天线效率为83%。进一步地,通过将两个单元天线对称放置于地板上形成双频双天线MIMO结构。双频双天线最大增益为6.3 dB,该天线工作在2.5 GHz时效率为92%,工作在3.5 GHz时效率为82%。由于双天线间隔距离较大,所以它们之间的耦合度较小,隔离度均大于10 dB,满足设计要求。将各个天线单元分布在地板上下两侧,每侧各两个天线并呈对称分布实现双频四单元天线设计。该天线最大增益为6.1 dB,当它工作在2.5 GHz时天线效率为93.5%,当它工作在3.5 GHz时天线效率为75%。由于各个天线之间距离较大,所以它们拥有较好的隔离度。设计双频八单元天线,将八个单元天线分别位于地板上下左右侧,通过地板刻蚀L型缝隙的方式降低各天线间的耦合度。最终利用全波仿真软件对天线进行仿真,隔离度效果优于10 dB,效率在58.5%~81%之间,天线最大增益为3.1 dB,具有较好的辐射特性。