手机MIMO天线研究

MIMO技术使无线通信系统在无需增加频谱带宽和发射功率的情况下获得高信道容量，因而成为第四代移动通信的关键技术之一。MIMO天线是MIMO技术的重要组成部分。手机MIMO天线又是第四代手机天线的发展趋势。针对手机MIMO天线设计与实现中可能遇到的关键理论和技术问题，本项目拟在四个方面开展研究：（1）小型、多频、定向天线单元的构造与设计；（2）探讨手机环境下多天线间的耦合机理，寻找减少互耦、提高隔离度、扩展带宽的方法，提高MIMO天线的分集性能；（3）研究手机MIMO天线系统的布局与构造，提高MIMO天线鲁棒特性；（4）简单有效的手机MIMO天线性能评估和测试方法研究。研究目标是提出有效的手机MIMO天线分析、设计、评估和测试方法，最终实现几款用于第四代移动通信系统的手机MIMO天线，为第四代通信系统的发展和应用提供必要的理论指导和技术储备。所研究的成果同样适用于类似于手机的移动终端设备。

在项目基金资助下，本项目对手机MIMO 天线设计与实现中可能遇到的关键理论和技术问题进行了研究。具体研究成果如下：.(1) 基于移动终端设备系统的有限尺寸，提出了几种小型、高鲁棒特性的、适合作为手机MIMO天线的天线单元，并且成功构造了几款小型、多频带/宽频、高隔离度、分集性能好的两单元手机MIMO天线。.(2) 研究了手机MIMO天线的布局与构造对MIMO天线的隔离度、频带、阻抗匹配等影响。基于所研究的结果，设计并加工制作了几种小型、高隔离度、多频手机MIMO天线。.(3) 研究了移动终端环境下宽带和超宽带MIMO天线单元间的耦合机理；提出了利用多枝节结构引入多谐振模式实现宽带和超宽带阻抗带宽；提出了通过在地板加载枝节或缝隙，以及采用不同极化方式降低天线单元间的耦合的方法；研究了宽带和超宽带MIMO天线的布局与构造对MIMO天线的隔离度、频带、阻抗匹配等影响。.(4) 开展了简单有效的手机MIMO 天线性能评估和测试方法研究。.仿真和实验结果表明：天线的性能良好，最终实现了多款用于第四代移动通信系统的手机MIMO 天线，为第四代通信系统的发展和应用提供必要的理论指导和技术储备。.此外，基于本项目资助还开展了相关的宽带基站天线和圆极化天线的研究工作。具体工作主要包括：.(1) 提出了两种改善±45°双极化基站天线交叉极化比的方法。.(2) 提出了两种实现圆极化天线在宽角度内低轴比的方法。.(3) 提出了一种由H型定向天线组成的MIMO天线。.已发表学术论文77篇，其中期刊文章45篇，会议文章32篇，IEEE Trans 文章18篇，SCI检索36篇，EI检索41篇。多篇文章发表在IEEE Transactions on Antennas and Propagation，IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques等本学科国际顶级刊物上。申请发明专利19项，其中已授权发明专利11项，授权实用新型专利33项。2014年获得广东省科学技术奖励自然科学二等奖一项（项目主持人排名第一）。.