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移动终端天线系统是完成无线传播发射和接收的重要工具,也是无线通信系统的重要组成部分。随着无线通信从2G、3G逐渐向4G演进,传统的多频带天线的带宽已经不能满足爆发式增长的通信需求,研究新的小型化宽频带天线已成为了迫切的需要。作为一个热点研究方向,可重构天线相对于传统天线技术,在性能上有着它不可替代的优势。本文深入地研究了基于移动终端的频率可重构天线系统,包括它的理论基础、带宽改善、设计难点、创新的整体实现方案和改进方案。本文主要工作如下: 首先,介绍了可重构天线的研究背景,现阶段在国内外的研究发展情况以及可重构天线原理,并通过Q值理论和谐振原理估算了频率可重构天线可实现的总体带宽和总体Q值,指出了总体Q值在一定的边界条件下与某一状态的单个窄带天线的品质因子有着近似倍乘关系。 随后讨论了移动终端常用的PIFA/IFA/ILA天线的带宽扩展方案,在介绍了几种传统的带宽扩展方法后,着重提出了一种较为新颖的地模式激发方案;在这些传统的被动方案之外,又探讨了可重构方案在PIFA/IFA/ILA天线的扩展带宽的主动方案,利用切换开关和可调匹配网络,实现了PIFA天线的频率可重构。 在给出了一种金属边框缝隙天线和一种金属后盖缝隙天线的基础上,重点提出了一种新型的全金属边框的频率可重构天线系统,即天线本体采用“半Monopole+半Slot”(HMHS)的新型天线结构,在接地点可切换的缝隙天线基础上辅以单极子天线作谐振支扩展带宽,结合可调匹配网络,在全金属边框手机上实现了覆盖五个频段的频率可重构天线系统。对比常规天线方案,这种新型可重构天线具有金属边框无打断、占用空间小、覆盖频段宽、人体影响小等优点。除了天线子系统,本文还详细设计和实现了应用这种新型天线的整机系统架构,包括这种全金属边框天线的物理和电气结构、重构模式控制与可调匹配控制机制、自动适配使用场景的开环控制流程和适时动态优化的闭环控制算法以及整机软件系统架构等,并进行了天线性能的测试和评价,实测结果表明这种新型天线系统性能达到甚至优于CTIA标准。 最后进一步研究了创新的、采用Cu+PPS的表面处理方式来改善金属边框天线效率和减少手握对天线性能的恶化影响。