多频段平面LTE手机天线的研究与设计

作     者：侯春鹏 

作者单位：重庆邮电大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨虹

授予年度：2017年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

主      题：手机天线 4G LTE 多频段 平面 MIMO 

摘      要：随着无线通信技术的飞速发展,尤其是近年来4G移动通信的逐渐普及,手机在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。手机天线作为手机中至关重要的一部分,直接影响着手机的整体性能。小型化、轻薄化以及全网通、全球通已经成为当今手机的发展趋势,这就要求手机天线在更小的空间内覆盖更多的频段。如何在有限的空间设计出性能优越的多频段手机天线成为了一个难点。本文首先阐述了课题的研究背景和意义以及国内外的研究现状;其次简单介绍了手机天线的基本理论和实现小型化、多频化、宽频带的主要方法;最后针对当前4G手机多频段的要求,设计了三款不同结构的手机天线。第一款天线属于平面印刷单极子天线,采用了耦合馈电和使用C形地板的方法,使天线在电压驻波比VSWR6dB)时,覆盖了LTE700/2300/2500,GSM850/900,DCS1800,PCS1900,UMTS2000,WLAN2400九个频段;第二款天线是一款混型天线,采用了一种新的设计思路。低频段的带宽由一个L型高通匹配电路产生,中频段和高频段带宽则通过优化天线结构使其自身谐振产生。天线覆盖了LTE700/2300/2500/3500,GSM850/900,DCS1800,PCS1900,UMTS2000,WLAN2400十个频段;第三款天线是一款2单元的多频段MIMO天线,两个天线单元结构相同,尺寸只有33mm×10mm×0.8mm,能够覆盖4G的LTE700/2300/2500以及大部分2G和3G频段。通过将天线单元放置于地板两端,同时在地板上引入细缝的方法,使其在低频段隔离度大于15dB,高频段隔离度大于18dB。在仿真的基础上对三款天线进行了实物加工,对其带宽、效率、方向图、隔离度等进行了测试,测试结果和HFSS软件仿真结果有较好的一致性,具有一定的工程应用价值。最后对全文进行了总结,指出了文中的一些不足并对未来的研究方向进行了展望。