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在无线通信系统中,天线作为其重要的组成部件,主要用于信号的接收和发送,其性能在很大程度上决定了整个系统的正常通信。超宽带(Ultra-wideband,UWB)技术具有频带宽(3.1-10.6GHz)、定位精度能达到厘米级等优点,但超宽带系统的功率谱密度非常低会造成多径衰落的问题,此问题可以利用MIMO(Multiple Input Multiple Output,多入多出)技术将其转化成优点并加以利用,从而成倍提高系统的信道容量和数据传输速率,将超宽带技术和MIMO技术相结合有利于当前通信技术的发展。因此,具备小型化、高隔离度、多陷波等优良特性的超宽带MIMO天线被广泛研究报道。本文主要围绕MIMO天线的小型化技术、解耦技术和多陷波技术展开研究,具体工作包含以下几个方面:(1)设计了一款小尺寸、高隔离度的超宽带MIMO天线。首先,采用对称半切的方法,设计了一款结构紧凑的超宽带天线,该天线的尺寸为原始天线的一半;然后,将此天线平行倒置放置,设计成二端口超宽带MIMO天线,并在天线介质基板底部刻蚀一种新颖的“栅栏”型解耦结构,使得该MIMO天线在工作频带内的隔离度明显改善;仿真和测试结果表明:该MIMO天线布局紧凑为50×35mm2,在3.0-1 1GHz工作带宽内具有良好的阻抗匹配且隔离度大于25dB,包络相关系数小于0.004,增益平稳,辐射效果良好。(2)在(1)中提出的MIMO天线的基础上,设计了一款双陷波超宽带MIMO天线。通过在天线辐射贴片表面刻蚀两个方向相反、不同长度的L型缝隙槽,实现了3.1-3.7GHz和 5.15-5.85GHz陷波功能,有效抑制了 WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access,3.3-3.7GHz)、IEEE802.1 1a 无线局域网 WLAN(Wireless Local Area Network,5.15-5.825 GHz)对超宽带频段的干扰。测试结果表明,该MIMO天线在保持原有高隔离度等特性的同时,又增加了双阻带特性,仿真和实测结果基本吻合。(3)结合之前讨论的天线小型化技术、解耦技术和陷波技术,设计了一款四端口双陷波超宽带MIMO天线。在未添加其他解耦结构的情况下,采用极化分集的解耦技术,使该MIMO天线在工作带宽2.3-16.3GH2范围内隔离度大于20dB。此外,采用刻蚀缝隙槽的方法使该天线在3.3-3.8GHz和5.0-5.8GHz两频段内具备陷波特性,有效抑制了WiMAX和WLAN两个窄带频段的干扰。本文提出的具有小型化、高隔离度和陷波等特性的超宽带MIMO天线,为MIMO通信设备中天线的选择提供了更多的思路,具有一定的参考价值。