内置多频宽带小型化手机天线的研究

内置多频宽带小型化手机天线的研究

内容简介：本文的主要工作是对手机内置天线的研究。近年来，随着个人通信和移动通信技术的迅速发展，对手机天线的性能提出了小型化、多频段和宽频带的要求。如何设计出同时具有小型化、多频段以及宽频带的手机天线是当前天线设计的难点与热点。本文首先介绍了电小天线的基本理论，分析了电小天线的固有缺陷及解决方法。然后对广泛应用于移动通信系统中的单极天线及平面倒F天线(PIFA)的特性进行了详细研究，并介绍了手机天线小型化、多频带以及宽频带的各种方法，尤其是微带天线多频带和宽频带的方法。针对目前手机天线研究设计的热点和趋势，本文设计了四种多频宽带的小型化手机天线，其中包括三个分别工作在GSM/DCS/ISM、GSM/DCS/PCS及GSM/DCS/PCS/WCDMA系统的内置单极天线，以及一个工作在WCDMA/ISM系统的内置PIFA。采用ANSOFT公司的三维电磁仿真软件HFSS对四种手机天线的结构进行了仿真计算和优化设计，同时讨论了天线几何尺寸以及人体效应对天线性能的影响。根据设计结果加工制作了GSM/DCS/PCS三频单极天线，实测结果与仿真结果吻合较好。此手机天线的实测结果和四种手机天线的仿真结果表明，所设计的四种天线在相应的工作频带内回波损耗S11＜-7.5dB(VSWR＜2.5)，在水平面内具有良好的全向辐射特性，增益大于0dBi，且天线尺寸较小(单极天线均小于40×10×5mm3，PIFA小于40×10×7mm3)，符合新一代移动通信小型化多频宽带的特点，具有良好的应用前景。最后对本文的工作进行了总结，并提出了有待进一步改善的一些问题。

作者：周小敏,

关键词：手机内置天线, 天线小型化, 宽频带天线, 微带天线, 全向辐射, 信息增益,