检索结果-南通市图书馆

作者：张李弯电子科技大学

学位级别：硕士

基于当代用户对于智能机金属质感的体验需求,智能机的金属化边框设计已经成为一种时尚潮流。但是,大的金属件对天线的影响十分显著,尤其是当金属环作为金属边框把手机天线包围在内时,天线与邻近金属边框之间的耦合特别明显,内部天线的... 详细信息

基于当代用户对于智能机金属质感的体验需求,智能机的金属化边框设计已经成为一种时尚潮流。但是,大的金属件对天线的影响十分显著,尤其是当金属环作为金属边框把手机天线包围在内时,天线与邻近金属边框之间的耦合特别明显,内部天线的辐射会被束缚在天线近场而不能有效辐射。因此,在金属边框条件下设计出多频带和小型化的智能机天线方案,成为当代天线工程师的面临的挑战和关注的热点。鉴于金属边框与智能机天线的一体化设计问题,首先,本文根据智能机中金属边框的分布式特点,提出了一种基于耦合馈电原理的边框天线设计方法。通过对金属边框进行分布式的耦合处理,不仅能降低闭合的金属边界对天线系统形成的高Q值影响,而且能够使金属边框的耦合谐振作用天线辐射,尤其是利用边框谐振产生天线的低频谐振,从而减小内部天线设计的尺寸。其次,本文提出了一款六频段分布式耦合金属边框智能机天线方案。方案采用两个接地片和两个对称断点对边框进行分布式耦合处理,并以馈电单极子和地板缝隙作为第一谐振,激发金属边框产生双谐振,覆盖了824-960MHz这个频段。再次,本文提出了一款七频段耦合馈电金属边框智能机天线方案。设计方案以尺寸为27.5×10 mm2的弯折单极子对经过分布式改造的金属边框进行耦合激励,利用了边框谐振作用GSM850/900/LTE2300/2500这些频段。最后,本文又提出了一款多模耦合金属边框天线方案,其充分利用了金属边框自身的分布式特征,构建出沿着智能机边框分布的一条单极子缝隙谐振路径、一条单极子谐振路径和一条闭合缝天线谐振路径,使其谐振覆盖了GSM850/900/1800/1900/LTE2500等频段。而且,设计方案以44.5×5 mm2的内部尺寸同时实现了金属边框和窄边框的智能机天线设计目的。本文对于设计的三款手机天线都进行了近场和远场的测试和结果讨论,所设计的天线测试结果满足波段内大于6dB的回波损耗要求和大于40%的辐射效率要求。并且,对其中两个七频段金属边框天线方案进行了头或手加载的效率和SAR值研究。所得仿真或者测试结果均满足手机通讯标准,验证了金属边框作为天线辐射枝节的可行性,同时也说明了,在保证金属边框智能机的美观和坚固外型下,所提出天线方案具有实现多频宽带和小型化尺寸的设计前景。

关键词：智能机分布式耦合天线金属边框天线窄边框天线 LTE/GSM/UMTS

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用于5G移动终端的紧凑型MIMO天线

用于5G移动终端的紧凑型MIMO天线

作者：王晓雨电子科技大学

学位级别：硕士

多输入多输出（Multiple Input Multiple Output,MIMO）天线可以利用空间中的不同路径并行进行数据传输,从而带给系统信道容量的提升,因此被广泛用于5G移动通信终端。另一方面,移动设备通常体积小,内含模块繁多,留给多天线系统的空间非... 详细信息

多输入多输出（Multiple Input Multiple Output,MIMO）天线可以利用空间中的不同路径并行进行数据传输,从而带给系统信道容量的提升,因此被广泛用于5G移动通信终端。另一方面,移动设备通常体积小,内含模块繁多,留给多天线系统的空间非常有限。紧凑集成大量MIMO天线无疑会增强天线间的耦合作用。因此如何消除紧凑集成带来的强互耦影响,成为了时下的研究重点。针对上述需求与挑战,本文做了如下工作:首先,本论文提出了一款5G宽带可重构车载4×4 MIMO天线。该设计的最大亮点是利用紧凑的天线结构实现了宽带覆盖。具体地来说,天线利用环结构的多模谐振特性及其耦合激励寄生元件产生的单极子、偶极子模式,结合开关切换两种状态,实现了1710-5000MHz（相对带宽98.1%）频带的-10d B阻抗带宽覆盖。天线效率在工作频带内高于73%,符合实际工程应用需求。其次,提出了一款5G金属边框智能机8×8 MIMO天线。该天线基于一种双贴片单元设计,这种单元可以由同相和反相信号同时激励,分别产生两种模式——二元单极子子阵模式（模式1）和耦合环模式（模式2）。通过不同路径耦合能量抵消,两种模式下工作的天线尽管共用辐射结构,隔离度仍然能够达到16d B的高水平。对该天线进行了加工和测试,其测试结果与仿真结果具有一致性。在3.5GHz（3400-3600MHz）频段内天线实物效率达到33.6%以上,信道容量达到39bps/Hz。最后,提出了一款用于5G终端的紧凑型6×6 MIMO天线。该6×6 MIMO天线由四个双贴片单元构成,按照工作原理将其分为两组,模式1的4×4 MIMO天线和模式2采用两组90°渐变相位的紧凑馈电网络馈电的2×2 MIMO近似全向天线。天线实物测试效率在工作频带内处于48%-67%之间,其方向图具有良好的全向性。在3.5GHz频段的信道容量为30.9 bps/Hz,远高于4G 2×2 MIMO容量（约10 bps/Hz）,具有应用于5G通信的价值。

关键词：终端天线 5G MIMO 高隔离共口径金属边框天线

Sub-6G手机天线设计及其电磁计量学分析

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Sub-6G手机天线设计及其电磁计量学分析

作者：郭树鹏兰州交通大学

学位级别：硕士

目前,Sub-6GHz(低于6GHz频段)和毫米波(mm Wave,30GHz-100GHz)已经被纳入5G NR频段范围内,由于Sub-6G频谱的传播范围广,毫米波与其相差很大,技术须不断改进。在毫米波最终确定之前,Sub-6GHz仍然是近期5G技术的首选,新频段的出现,天线结... 详细信息

目前,Sub-6GHz(低于6GHz频段)和毫米波(mm Wave,30GHz-100GHz)已经被纳入5G NR频段范围内,由于Sub-6G频谱的传播范围广,毫米波与其相差很大,技术须不断改进。在毫米波最终确定之前,Sub-6GHz仍然是近期5G技术的首选,新频段的出现,天线结构也必然会做出调整。各大手机厂商掀起了研发金属边框手机天线的热潮,手机天线对人体辐射的影响不容忽视,需要深入研究。本文运用基于FEM(有限元)法的电磁仿真软件Ansoft HFSS,对Sub-6G手机天线对人体头部的电磁辐射进行计量学分析。首先建立人体头部三层球形模型和单极子天线模型对HFSS有限元法和人头模型的准确性进行验证;其次借助天线理论基础和天线的小型化和多频化技术设计了一款金属边框四单元天线,理想情况时,在Sub-6G频段范围内对天线辐射性能以及人体头部比吸收率进行计算分析;考虑实际情况天线加工工艺中,天线辐射贴片的厚度为0.15mm和0.2mm,故研究在这两种贴片厚度下天线的差异性;最后研究人头与手机天线在相同和不同距离时的头部SAR值变化规律。在计算有效性验证中,误差为2.1%,在误差允许的范围内。理想情况下,金属边框天线在满足-6d B回波损耗的情况下可覆盖GSM-850/900、DCS-1800、PCS-1900、UMTS-2000、WLAN2400、LTE2300/2500、n79等多个频段;辐射性能良好,可满足现行的移动通信频段。频率为900MHz、1800MHz、3500MHz、4800MHz时,大脑SAR值分别为0.49664W/kg、0.67527W/kg、0.67018W/kg、0.14288W/kg,均低于ICNIRP标准2W/kg。辐射贴片厚度为0.15mm时,谐振点发生了右移,在3.5GHz-6GHz频段为有6个谐振点,1GHz-3GHz有4个谐振点,占总频段的40%;贴片厚度为0.2mm时天线各端口的反射能力未发生大的改善。通过对比两种厚度下,频率为3500MHz和4800MHz时各组织层的SAR分布情况,得出0.15mm比0.2mm天线对头部的辐射影响要小;手机与头部的距离越近,吸收的平均SAR值越多,并且靠近天线越近的部位SAR值越集中,在距离为7.5mm和10mm处,大脑的SAR值很相近,分别为0.062W/kg和0.043W/kg,说明该天线与人头模型距离相对较远的情况下,人体头部对辐射能量的吸收越来越少,对人体的辐射危害也变得越来越弱。随着移动通信事业的不断发展,本文以上工作为手机对人体电磁辐射影响提供一定的依据和参考价值。

关键词： Sub-6GHz 金属边框天线电磁计量学比吸收率

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LTE多频段手机天线的设计和研究

LTE多频段手机天线的设计和研究

作者：兰吉北京邮电大学

学位级别：硕士

近年来,手机在人们的生活中发挥了越来越重要的作用。而手机天线作为手机中接收和发射无线电磁波的装置,直接影响着手机的整体性能。手机功能的增加和LTE标准的日益成熟在给人们带来更好的用户体验和高速网络的同时也给各大手机天线厂... 详细信息

近年来,手机在人们的生活中发挥了越来越重要的作用。而手机天线作为手机中接收和发射无线电磁波的装置,直接影响着手机的整体性能。手机功能的增加和LTE标准的日益成熟在给人们带来更好的用户体验和高速网络的同时也给各大手机天线厂商带来了巨大的挑战,手机天线不单单要覆盖2G/3G频段,还有覆盖4G频段;除此之外用户对手机的要求也不断增多,如厚度、占屏比和金属边框等因素都在用户考虑的范围内,这也增加了手机天线的设计难度。因此能够覆盖2G/3G/4G频段的手机天线设计,具有重要的现实意义。本论文围绕应用于LTE手机的天线设计,主要工作如下:首先,介绍了手机天线的几个重要参数和手机天线常用的天线类型:单极子天线和PIFA天线,并且对比了各自的优缺点。总结了手机天线常用的小型化、宽频化和多频化方法,作为本文的理论基础。然后,设计和研究了一款简易的平面单极子LTE天线,天线仅由一个平面单极子天线、一个L形接地枝节和矩形缺陷地构成。此款天线的结构简单,便于加工与批量生产。辐射方向性具有良好的全向性质且增益满足手机天线的要求。S11金属边框的LTE手机天线,内部天线分别采用了微带贴片天线和微带缝隙天线的形式。在最后一款天线中,作者将MIMO技术与金属边框天线相结合,提高了系统的信道容量。五款天线的方向性和增益均满足手机天线的设计要求,并且S11<-6dB的频段覆盖820-960MHz和1710-2690MHz频段。

关键词：多频段金属边框天线 LTE手机天线宽频化

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全金属边界智能机天线设计

全金属边界智能机天线设计

作者：李鹏鹏电子科技大学

学位级别：硕士

全金属边界智能手机作为最近几年新出现的消费类电子产品以其美观的外形,良好的结构强度和金属质感触觉体验迅速成为目前市场上主流的手机形式,获得了越来越多消费者的青睐。由于目前全金属边界智能天线向着超薄化、窄边框、宽带化和多... 详细信息

全金属边界智能手机作为最近几年新出现的消费类电子产品以其美观的外形,良好的结构强度和金属质感触觉体验迅速成为目前市场上主流的手机形式,获得了越来越多消费者的青睐。由于目前全金属边界智能天线向着超薄化、窄边框、宽带化和多功能的趋势发展,带给手机天线工程师的是越来越小的可利用设计空间和越来越复杂的天线设计问题。为了克服这个问题,结合相关文献与实际的设计经验,三款非常具有实际价值的全金属边界智能机天线被提了出来。首先,本论文提出了一款超薄窄边框的五频开缝的全金属边框智能机天线方案。该方案采用缝天线来设计并利用部分金属边框参与辐射,同时通过双频带阻匹配电路和匹配电路设计,使该天线能够工作在WWAN的五个工作频段。方案天线所占空间仅仅为5×40×8mm3,满足全金属边界智能机的超薄窄边框要求。方案天线加工和测试的结果表明天线具有良好的辐射性能。其次,本论文提出了一款五频全金属后盖智能机天线方案。该方案采用了非谐振式天线技术,利用所设计的耦合单元(Coupling Elements)和宽带匹配电路(BroadBand Matching Network)来激励系统地板的自身谐振模从而获得所需要的带宽。同时在该方案中,耦合单元当做传统的Monopole天线产生了一个谐振,耦合单元和系统地板形成的Slot天线同样产生了一个谐振。所设计的非谐振式耦合单元所占的空间仅为6×70×6mm3,满足全金属边界智能机的超薄窄边框要求。仿真和测试结果表明方案天线性能良好,满足实际工程应用的要求。最后,本论文提出了一款七频全金属边界智能机天线方案。该方案采用了频率可重构技术,在天线微带馈线的末端放置两个贴片二极管,通过设计的控制电路来控制二极管的通断实现馈电端口切换,从而使天线工作在两种不同的天线模式下。该方案把手机电池、系统集成电路板等其他手机金属零件等效为一个整体金属板,模拟了极端恶劣的物理辐射环境,在这种苛刻环境下设计出来手机天线方案,当应用到实际的工程应用环境中时,相应的参数结果就会进一步被优化。设计出来的天线结构简单,所占空间仅为5×70×6mm3,因此这是一款超薄窄边框全金属边界智能机天线方案。

关键词：全金属边界天线金属边框天线金属后盖天线超薄窄边框

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窄净空环境下的多频段移动终端天线研究

窄净空环境下的多频段移动终端天线研究

作者：公晓庆电子科技大学

学位级别：硕士

在具有全面屏设计的超薄智能手机成为主流趋势的环境下,给天线设计预留的净空区域不断减小。这样不仅会限制天线安放的位置同时会使得天线与其他金属结构之间的距离减小,天线全向通信性能变差。那么,如何实现天线的低剖面和小型化,减小... 详细信息

在具有全面屏设计的超薄智能手机成为主流趋势的环境下,给天线设计预留的净空区域不断减小。这样不仅会限制天线安放的位置同时会使得天线与其他金属结构之间的距离减小,天线全向通信性能变差。那么,如何实现天线的低剖面和小型化,减小天线在手机内部所占据的空间,同时,如何实现天线的多频和宽频覆盖,尽量利用同一天线结构激励起多个谐振模式。这些亟待解决的问题对推进移动终端的发展有着重要的意义,也是现如今手机天线设计研究的主要方向。针对上述需求和挑战,本文深入研究了窄净空环境下的终端天线设计,主要工作概括如下:在了解窄净空环境下,终端天线的研究现状和设计难点的基础上,对当下终端天线实现小型化和覆盖多频段的常用方法进行了分析总结,并灵活运用到净空区域不规则变化的环境中去,有助于指导实际的工程设计。在上述理论分析的基础上,本文提出了三款应用于窄净空环境下的移动终端天线。第一款是基于侧开缝的可重构金属边框天线。在设计过程中,对天线净空环境的减小进行了趋势性的分析和总结。仿真分析了不同净空环境下的天线性能和参数的变化,并对其中的规律进行了归纳,可用于指导相应的天线设计。第二款天线是在有金属后盖的环境下基于顶部开缝的金属边框天线。一般在采用金属边框的智能机方案中,为了更有利于天线的辐射,常采用塑料、陶瓷等非金属后盖或者类似iPhone的“三段式”结构。但第二款天线结构中整个金属边框位于金属后盖正上方,从俯视图来看整个结构无净空环境。该方案通过利用可重构技术,成功实现了七频段的覆盖。此外,近年来5G通信发展迅速,多家手机设备制造商已在发行的5G智能机设备中增加了部分Sub-6G频段,因此第三款天线为可应用于5G移动终端系统的三频8×8 MIMO天线。介于当下流行的窄净空趋势,将天线设计在智能机的两侧边框,不仅为4G天线的设计预留了极大的空间,同时也不会折损天线性能。从仿真及测试结果来看,所提出的MIMO系统具有良好的性能,可以应对未来5G在智能机系统中的应用。

关键词：窄净空天线多频段金属边框天线 5G MIMO

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可穿戴终端天线的研究

可穿戴终端天线的研究

作者：王强电子科技大学

学位级别：硕士

可穿戴设备作为新兴的通信产品,受到了用户的广泛欢迎,给用户带来了前卫的体验和时尚的感觉。但是,如何将天线设计到可穿戴设备中,特别是在设备高度集成的情况下还要保证天线的相关性能,成为了天线设计师们新的挑战。这就需要设计出的... 详细信息

可穿戴设备作为新兴的通信产品,受到了用户的广泛欢迎,给用户带来了前卫的体验和时尚的感觉。但是,如何将天线设计到可穿戴设备中,特别是在设备高度集成的情况下还要保证天线的相关性能,成为了天线设计师们新的挑战。这就需要设计出的可穿戴终端天线方案既能克服周围金属元器件的影响又能满足需求的带宽覆盖。首先,随着北斗导航系统的应用推广,国内市场越来越对使用北斗频段进行定位的终端天线感兴趣。市面上的天线主要应用于GPS频段,而此类天线的剖面仍然较高。为了获得更好的剖面及增益指标,本文优化设计了一款应用于北斗频段的低剖面可穿戴终端天线,将天线结构置于手表内侧,充分缩小了天线结构尺寸,降低剖面高度,而且其结构简单,易于加工,实现了创新。然后,全金属边框智能手机由于其外在美观而受到人们的普遍欢迎,随着移动通信技术的高速发展和人们生活水平的不断提高,人们已经不再局限于享受手机带来的便捷与愉悦,慢慢地将目光转向新兴的功能多样化的可穿戴设备上,其中金属边框的智能手表作为最近出现的可穿戴设备吸引了市场的注意力。本文设计了一款高增益的金属边框可穿戴终端天线,将金属边框设计为天线结构,充分利用了金属边框,实现了创新。最后,为了提高可穿戴设备与无线数据网络的连通程度,有必要在设备上设计用以连接到移动通信网络的天线,以满足人们希望有时智能可穿戴设备可以替代手机的要求。本文设计了一款基于表带的可穿戴终端直板天线,其谐振覆盖了GSM850/900/1800/1900/UMTS2100/LTE2300/LTE2500等频段。本文将设计的三款可穿戴终端天线都进行了相关的仿真和测试,天线测试结果均满足各频段的S11、增益和辐射效率要求。并且,对其中应用于GPS和WiFi的金属边框可穿戴终端天线进行了人体手腕加载的SAR值研究,所得仿真结果也满足要求,所提出的天线方案具有多频化宽带化和小型化的设计前景。

关键词：可穿戴 GPS/WiFi 北斗天线金属边框天线偶极子天线