用于MIMO的二元PIFA天线阵

2011-05-14 15:53:39来源: 互联网

    本文侧重研究多频天线,特别是覆盖较低工作频段的多频天线,其中介绍的天线阵实现3个频段(885~915 MHz,1 760~1 870 MHz和2 450~2 510 MHz)的工作特性,最低频段可以覆盖到900 MHz,并给出了多频天线的工作特性。

    1 天线设计

    由于手机尺寸有限,需选择尺寸小的三频天线作为天线单元。这里选择D.Kim在文献里介绍的一款3频天线。如图1所示,有两种方法放置天线。当短边相邻时,虽然天线的间距较小,但是它们的隔离度更高。一个简单的解释是由于PIFA天线上的电流和电压分布。在天线的开路端,电流为零,电压和电量最大。如果天线的开路段很近,如图1(b)所示,那么它们之间就会有很强的电磁耦合。

用于MIMO的<strong二元PIFA天线阵[图] src="http://image.c114.net/20110510001.jpg" width=472>

图1 放置天线的两种方法

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图2 两种放置天线的S参数

用于MIMO的二元PIFA天线阵[图]

图3 天线被连接带相连时的俯视图

用于MIMO的二元PIFA天线阵[图]

表1 连接带的设计参数

    虽然选择了最好的方式来放置天线,但耦合依然很大。一种方法是使用悬空且和两个天线相连的连接带来减小耦合。天线的S参数特性如图4所示,可以看出连接带可明显降低天线的耦合度。图5~图7所示给出了天线在3个工作频段时的方向图。

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用于MIMO的二元PIFA天线阵[图]

图5 低频频段的方向图(f=0.9Ghz)

用于MIMO的二元PIFA天线阵[图]

图6 中频频段的方向图(f=1.8Ghz)

用于MIMO的二元PIFA天线阵[图]

图7 低频频段的方向图(f=2.45Ghz)

另外一种是使用FR4材料以及小地板来减小耦合,天线结构如图8所示,天线阵的S参数仿真结果如图9所示。可以看出,在整个工作频段内,天线阵实现了低于15 dB的隔离度,并实现了较好的匹配效果。

用于MIMO的二元PIFA天线阵[图]

图8 使用FR4材料以及小地板的天线阵

用于MIMO的二元PIFA天线阵[图]

图9 天线阵的S参数仿真

    2 结束语

    本文介绍一个可用于MIMO的二元PIFA天线阵,其中每个天线单元工作于3个频段。提出了两种方法来减小天线间的隔离度。一种是使用悬空且和两个天线相连的连接带。另外一种是使用FR4材料以及小地板。仿真结果显示,在工作频带内可以获得15 dB的隔离度而不明显影响辐射单元方向图。

关键字:MIMO  二元PIFA天线阵

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/wltx/2011/0514/article_5779.html
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