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应用于移动终端高隔离度的MIMO缝隙天线*

更新时间:2016-07-05

随着移动通信的发展,手机天线的类型也越来越多,这就要求手机天线不但要具有良好的兼容性,而且可工作在多频段上,这对手机天线提出了更高的要求[1-2]。缝隙天线具有不额外占用空间,加工简单等优势。所以本文设计了一款应用于移动终端上的MIMO缝隙天线。

对于MIMO天线的研究,很多研究者做了大量的工作,设计出了能工作在不同频段的小型化的手机天线,可满足当前手机工作频段的要求[3-7],然而对于MIMO缝隙天线的研究尚不满足未来手机天线的发展要求。文献[8]采用的是辐射单元是四分之一波长的缝隙结构,由同轴线馈电,蜿蜒的槽线起到了隔离作用,并且能够扩宽带宽;文献[9]是采用的是传统四分之一波长缝隙下的MIMO缝隙天线,天线带宽得到了拓宽,但是隔离度等相关性能还需要继续提升;文献[10]提出了U型的双枝节宽带MIMO天线,隔离结构由两个斜L弯折缝隙构成,降低了天线单元间的耦合;文献[11]天线单元由两个正交放置的C型单极子构成的MIMO天线,正交放置的两个天线可以减小天线单元的互耦,再加上引入的T型地板枝节,提高了天线的隔离度,但是这种结构占用尺寸较大。

1 天线结构设计

本文提出了一种覆盖1.6 GHz~3.5 GHz频段的宽带缝隙MIMO天线,频带范围是1.5 GHz~3.5 GHz(S11≤-10 dB),并且在相应的有用带宽(1.7 GHz~3.5 GHz)内S12≤-20 dB。天线单元的创新之处在于利用两个长度不同的缝隙,拓宽天线的带宽。两根相互靠近的缝隙,增加多个了多个谐振点,长缝隙的长度为32 mm,短缝隙的长度为16 mm,分别在频带内产生谐振点,从而达到拓宽谐振点的目的,同时改善了匹配。两个缝隙天线之间的距离为14 mm,是中心频率波长的0.116倍。

缝隙天线的设计原理是基于两端开路的缝隙天线,由传输线的基本理论可以知道开路的电流为零,电压最大。通过背面的馈电枝节进行耦合馈电,之所以采用耦合馈电,一是耦合馈电方式比较简便,其次耦合馈电能够增加天线的带宽,选择合适的馈电位置尤其重要,可以得到最优谐振点分布。

本文所提出的天线结构示意图如图1所示。MMO天线采用的相对介电常数为4.4的FR-4介质基板,天线占有尺寸为66 mm×50 mm×0.8 mm,加载窄缝隙的宽度为1 mm,天线单元由两个对称的U型缝隙天线组成,每个U型缝隙的两个开口处开路。缝隙天线位于介质基板的下表面,天线的上表面是50 Ω弯折的馈电传输线,缝隙天线一般都是采用简单的耦合馈电,为了提高天线单元与单元间的隔离度,我们创新性地提出在地板的中间加刻了一个1/4波长的土字型的一端开路的缝隙槽。宽带缝隙天线的参数最终优化结果如图1所示。

图1 天线结构尺寸图

2 仿真结果分析

卢一平在里间坐下来,看着一桌人兴高采烈的样子,问你们谁发财了?一桌人抿着嘴,没听见似的,发筷子、启啤酒,回避着他的提问。

[5] Mak A C K,Rowell C R,Murch R D. Isolation Enhancement between Two Closely Packed Antennas[J]. IEEE Trans on Antennas and Propagat,2008,56(11):3411-3419.

图2 加工天线实物

图3 天线测试和仿真S11曲线图

图4 天线测试和仿真S12曲线图

图5 3种情况下的S曲线对比.

天线的S参数曲线如图5所示,为了体现出缝隙结构的有效性,我们把3种情况下的MIMO天线的S12曲线进行了对比,3种情况分别是:(1)未加任何隔离措施的MIMO天线,(2)加上传统的四分之一波长的缝隙,(3)我们提出的新型的土字型的隔离结构。通过对比前两种情况,我们可以看出,天线在加上传统缝隙时,在低频段1.7 GHz~2.7 GHz处,极大地提高了天线单元之间的隔离度;在高频段,隔离度也有较大提升。通过对比传统缝隙和我们前文中提出的土型缝隙可以看出,在低频段天线隔离度提高了3 dB左右。在高频段天线隔离度也提高了2 dB左右。这是由于在加上我们提出的隔离结构的情况下,天线的地板电流更多的束缚在了隔离结构上面,从而减小了两个天线单元之间的耦合影响。

(1)突发疾病、意外伤害的处置预案。志愿者在户外工作中遇到游客突发疾病,应立即就近处置送往最近的医院就诊或拨打120急救。

李高明蹲在公路边,路边的灰尘浅浅地蒙了他一身。他仔细地观察着对面的包谷地,这包谷怎么就是没长啊,真是恼人,今天和昨天差不多、昨天和前天一个样,什么时候才能抽穗、采摘,什么时候才能回家啊?

图6 天线在2.15 GHz处的电流分布图

图7 天线在1.7 GHz和2.7 GHz处的方向图

方向图也是天线的参数之一,图7给出了所设计的天线的方向图。天线所在的平面为xoy平面,我们给出了xozyoz面在1.7 GHz和2.7 GHz处的方向图。从图7可以看出天线具有较好的全向性

隐匿阴茎病理解剖学改变主要为阴茎皮肤和皮下筋膜组织的发育异常[4]。阴茎皮下筋膜组织中纤维条索的形成和筋膜纤维脂肪变性,使筋膜组织僵硬,缺乏弹性,进而固缩阴茎体。另一个病理改变是阴茎皮肤发育异常,包括阴茎皮肤与阴茎体的附着不良,以及阴茎皮肤的不对称分布。包皮口狭窄环是内板和外板的分界线,隐匿阴茎患者狭窄环距离阴茎根部近,导致内板多、外板少的不对称状态。部分患者合并有蹼状阴茎,进而使得阴茎皮肤背侧多于腹侧。具体病变学特点如图4所示。

3 结束语

提出了一种应用于移动终端的多频段MIMO天线,该天线具有小型化和宽频带特性,实测结果和仿真结果基本吻合,天线的每个谐振点均可以通过修改各自相应的带线长度,而且天线结构精单,易于加工,能很好的满足当前移动终端天线的实际应用需求,具有较好的推广价值。

参考文献:

[1] Foschini G J. Layered Space-Time Architecture for Wireless Communication in a Fading Environment When Using Multiple Antennas[J]. Bell Labs System Technical Journal,1996(1):41-59.

[2] Murch R D,Letaief K B. Antenna Systems for Broadband Wireless Access[J]. IEEE Communication Magazine,2002,40(4):76-83.

该MIMO天线利用HFSS仿真软件进行仿真设计。为了验证缝隙MIMO天线的性能,我们对天线进行实物加工并用矢量网络分析仪进行了测试。图2是天线的加工实物图,图3和图4为天线S参数的仿真和测试参数曲线。可以看到测试曲线除了在高频2.05 GHz处出现了低频的偏移外,其余的与仿真曲线结果总体上吻合。这是因为窄缝隙的宽度较窄,在加工过程中出现偏差引起的。从图3可以看到天线的带宽从1.5 GHz到3.5 GHz的频段满足S11<-10 dB,且在1.7 GHz~3.5 GHz频段S21<-20 dB。

[3] Chiu C Y,Cheng C H,Murch R D. Rowell,Reduction of Mutual Coupling between Closely-Packed Antenna Elements[J]. IEEE Trans on Antennas and Propagat,2007,55(6):1732-1738.

[7] Diallo A,Luxey C,Thuc P L. Study and Reduction of the Mutual Coupling between Two Mobile Phone PIFAs Operatin in the DCS1800 and UMTS Bands[J]IEEE Trans on Antennas and Propagat,2006,54(11):3063-3074.

为了对天线的辐射机理以及耦合情况有一个直观的了解,我们对以上的3种情况再次进行电流分布的分析,3种情况都是天线单元1馈电,天线单元2接负载,观察此时天线2.15 GHz处的电流分布图。在图6(a)中可以看到天线单元2上的U型缝隙处有很强的电流分布,在图6(b)中仅在天线的两个窄带枝节上有较强的电流分布,而在图6(c)中,天线缝隙枝节的电流也减小了。从这3种情况整体上可以看到,3种情况的束缚在缝隙结构上的电流是越来越强的,天线单元2上的电流强度是越来越弱的。

4.财务管理疏松。原始单据存在白条,会计、出纳由一人兼任,不相容岗位分离制度执行不到位。大额度使用现金支付、超出使用范围,不通过银行直接付出。存在人为调节收入成本现象,不及时确认收入成本,备用金清理不及时。大额度借款不及时报销处理。

(1)电子铅封:电子铅封沿袭传统铅封模式,可封装在传统铅封中,插在集装箱门上,封住集装箱门。铅封内嵌集成电路模块,无须电源。电子铅封不与GPS车载台或其他设备连接。电子铅封内保存有全球唯一且不可更改的ID号。铅封中还有一定数量的内存,可以保存集装箱号码、运载车辆车牌号、运输起始海关和终点海关。铅封的使用具备一次性,即铅封打开后集成电路模块就被破坏,加上全球唯一的ID号,无法再复原铅封。

[6] Zhang S,Khan S N,He S. Reducing Mutual Coupling for an Extremely Closely-Packed Tunable Dual-Element PIFA Array Through a Resonant Slot Antenna Formed in-Between[J]. IEEE Trans on Antennas and Propagat,2010,58(8):2771-2776.

[4] Zhu F G,Xu J D,Xu Q. Reduction of Mutual Coupling Between Closely-Packed Antenna Elements Using Defected Ground Structure[J]. Electron Lett,2009,45(12):601-602.

中国国有企业大致分为三类:一是中央所属的工业企业(特殊行业的不算),即“中央企业”(狭义); 第二类是中央所属的非工业企业和特殊行业的工业企业,这类企业被财政部称为“中央企业”(广义),不但包括中央所属的金融机构,如四大国有商业银行、烟草总公司、铁路总公司等巨无霸企业,也包括各中央部委所属的林林总总的企业,甚至某部委机关服务中心下属的地下室招待所、印刷厂都在其中;第三类是地方政府出资成立的国有企业,按属地原则由当地政府所属的国资委或指派特定机构履行出资人职责。说明一下,地方国资委与国务院国资委无直接隶属关系,它们归地方政府管。

[8] Yatollahi M,Rao Q,Wang D. A Compact High Isolation and Wide Band with Antenna Array for Long Tern Evolution Wireless Devices[J]. Transactions on Antennas and Propagation,2012,60(10):4960-4963.

[9] Chu Q X,Wu Y T,Xia X X. Compact Broadband Slot MIMO Antenna with A Stub-Loaded Radiator[J]. 2014 IEEE Conference on Antenna Measurements And Applications,2014:1-4.

[10] Li J F,Chu J F,Huang T G. A Compact Wideband MIMO Antenna with Two Novel Bent Slits[J]. IEEE Transactions on Antennas and Propagation,2012,60(2):482-489.

[11] Chi G,Li B H,Qi D. Dual-Band Printed Diversity Antenna for 2.4/5.2-GHz WLAN Application[J]. Microwave and Optical Technology Letters,2005,45(6):561-563.

(1976-),男,汉族,湖北人,博士,重庆邮电大学硕士生导师,本文第一作者,目前的主要研究方向为:无线通信中的MIMO技术、射频微波电路,Byin0520@163.com;

孙利军(1990-),男,汉族,山东泰安人,本文通讯作者,重庆邮电大学光电工程学院硕士研究生,主要研究方向为:应用于移动终端的MIMO天线,994457430@qq.com。

尹波,孙利军
《电子器件》 2018年第02期
《电子器件》2018年第02期文献

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