【摘 要】
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当前,5G发展已经走入了快车道,5G相关产品如雨后春笋般涌出,5G手机也是其中之一。随着时代的发展,人们对于手机性能的要求越来越高,如何设计一款既能覆盖多个通信频段又能适应手机厚度的手机天线,成为了一个需要众多天线设计者们亟待解决的问题。本文首先介绍了手机天线的发展历史与解耦技术的研究现状,然后归纳了衡量多输入多输出（Multiple Input Multiple Output,MIMO）天线性能
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当前,5G发展已经走入了快车道,5G相关产品如雨后春笋般涌出,5G手机也是其中之一。随着时代的发展,人们对于手机性能的要求越来越高,如何设计一款既能覆盖多个通信频段又能适应手机厚度的手机天线,成为了一个需要众多天线设计者们亟待解决的问题。本文首先介绍了手机天线的发展历史与解耦技术的研究现状,然后归纳了衡量多输入多输出（Multiple Input Multiple Output,MIMO）天线性能的设计指标以及天线的小型化、多频化技术。最后,基于单极子天线、缝隙天线、倒F天线和偶极子天线分别设计了四款手机MIMO天线。具体研究内容如下:第三章设计了一款六频段四单元手机MIMO天线阵列。通过在接地平面上蚀刻矩形缝隙和加载双C形地板枝节,天线单元之间的隔离度得到了明显地提升。实验结果表明,本章所设计的四单元MIMO天线可以完全覆盖N7、N38、N41、N77、N78和N79六个频段。除此之外,任意两个端口之间的隔离度都优于15 d B,包络相关系数（Envelope Correlation Coefficient,ECC）小于0.004315,满足手机MIMO天线的设计要求。第四章设计了一款双频段八单元手机MIMO天线阵列。天线使用F形微带线进行耦合馈电,激发了新的电流回路,使得天线可以同时工作在3.5 GHz频段（3.4-3.6 GHz）和4.9 GHz频段（4.8-5.0 GHz）。测量结果表明,天线阵列的-6 d B阻抗带宽足以覆盖3.5 GHz频段和4.9 GHz频段,相邻端口间的隔离度在16.7 d B以上,辐射方向图呈现良好的方向图分集特性,ECC小于0.0345,可以应用在未来的5G手机当中。第五章设计了一款基于T形槽解耦的四单元手机MIMO天线阵列。通过在接地平面上蚀刻T形槽,来提升相邻天线端口间的隔离性能。测量结果表明,天线阵列的-6 d B阻抗带宽为3.14-3.80 GHz,隔离度优于19.2 d B,ECC小于0.0305,满足5G通信需求。第六章设计了一款基于方向图分集技术的5G双频手机MIMO天线。所设计的MIMO天线阵列被集成在手机后盖的中间,而不需要占用手机主板空间。测试结果表明,MIMO天线的-6 d B阻抗带宽可以完全覆盖3.5 GHz频段和4.9GHz频段。在3.5 GHz频段和4.9 GHz频段中,不同天线单元间的隔离度分别大于23 d B和28 d B,辐射方向图呈现出良好的方向图分集特性,ECC分别低于0.12和0.00475,满足手机MIMO天线的设计要求和5G通信需求。
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