用于移動終端的6單元MIMO天線系統設計

楊凌升，李 春，房建平，王友保

(南京信息工程大學 應用電磁學研究中心，江蘇 南京 210044)

由于多輸入多輸出(MIMO)天線系統無須額外的輻射功率和頻譜帶寬就可提高整體數據傳輸速率[1]，因此廣泛用于4G無線通信系統.通過研究發現，多徑環境下隨著發射和接收天線數目的增加，信道容量也增加[2].對于移動終端，由于設備可用空間受限，要求天線單元具有體積小、頻帶寬的特點，同時增益和輻射效率也要滿足需求.此外，整個工作頻帶內，天線單元間耦合也要足夠低，這些均給系統設計帶來挑戰.

用于移動通信終端的MIMO天線系統的報道陸續見于期刊，如一款由4/8貼片單元與互補開口諧振環構成的MIMO天線系統[3]，該系統可用于5 GHz的IEEE 802.11ac標準，它具有80 MHz的-6 dB阻抗匹配帶寬.在一款3.5 GHz的平面倒F天線中，使用電容耦合元件后，MIMO天線系統可在3.4～3.6 GHz頻段內實現-6 dB阻抗匹配，且單元間隔離度在10 dB以上[4].由微帶線饋電的開槽天線構成的MIMO天線系統的-6 dB帶寬為3.4～3.8 GHz，同時在全頻帶實現了10 dB以上的單元間隔離度[5].倒F型天線(IFA)構成的MIMO天線系統已廣泛應用于天線系統[6].3D-IFA[7]作為倒F天線的一種，通過倒F天線單元的立體化，可有效實現天線Q值的降低和頻帶的增加[8-10].通過調整立體天線單元的放置方向，可實現輻射方向圖分集[11-13].可見，3D-IFA適合構建移動終端的MIMO天線系統，因此筆者擬提出一款用于移動終端設備的6單元多輸入多輸出(MIMO)天線系統.

1 天線的設計

圖1是6單元MIMO天線系統的仿真結構圖(仿真模型由HFSS.15建立)，該MIMO天線系……