小型化及多頻段天線技術(shù)研究.pdf

1、近年來(lái),射頻識(shí)別(RFID)以及移動(dòng)通信等多種無(wú)線通訊技術(shù)飛速發(fā)展。天線,做為無(wú)線通信系統(tǒng)中最重要的部件之一,其尺寸問(wèn)題成為制約系統(tǒng)進(jìn)一步小型化的瓶頸之一,所以天線的小型化設(shè)計(jì)對(duì)于無(wú)線通信系統(tǒng)的小型化、高集成化、高性能化有著舉足輕重的作用。另一方面,隨著超大規(guī)模集成電路和高性能電池技術(shù)的飛速發(fā)展,移動(dòng)通信終端集成越來(lái)越多的功能。這要求移動(dòng)通信終端天線具有多頻段工作的能力,從而滿足不同地區(qū)不同標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信、短距離通信和寬帶接入

2、通信的需求。
　　 本文針對(duì)RFID系統(tǒng)以及移動(dòng)通信系統(tǒng)研究小型化和多頻段天線技術(shù)。主要包括RFID標(biāo)簽天線的小型化、通用化、多頻段設(shè)計(jì)研究,無(wú)源及電可重構(gòu)移動(dòng)終端多頻段天線設(shè)計(jì)研究,RFID天線測(cè)量研究及傳播分析。具體內(nèi)容闡述如下:
　　 1.首先推導(dǎo)出小型化RFID標(biāo)簽中常用的彎折偶極子天線匹配標(biāo)簽高Q值芯片時(shí)的簡(jiǎn)單估算公式,從而使得此類天線的初始建模參數(shù)估計(jì)變得簡(jiǎn)便快捷。其次研究了多種RFID標(biāo)簽天線,包括:設(shè)計(jì)了

3、一種新穎的能夠滿足840-960MHz頻段通信要求的寬帶RFID標(biāo)簽天線,該天線不僅能夠滿足ISO180006c整個(gè)頻段的通信要求,而且可以覆蓋我國(guó)新增的用于RFID通信的頻段(840-845MHZ)；設(shè)計(jì)了一種新穎的雙頻RFID天線并給出其等效電路,該天線的優(yōu)勢(shì)在于無(wú)需外加匹配電路就能夠在兩個(gè)頻段上分別匹配同一芯片不同的阻抗值；設(shè)計(jì)了一種新穎的非對(duì)稱偶極子天線,該天線利用場(chǎng)分量對(duì)消的原理得到全向輻射的能力,并且其輻射性能受電路中其它金

4、屬部件的影響較小。
　　 2.針對(duì)移動(dòng)通信終端多功能化的趨勢(shì),提出了一個(gè)可覆蓋八個(gè)通信頻段的單端口饋電無(wú)源五次諧振天線,并且詳細(xì)地討論了該天線的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。該天線不僅能夠滿足2G和3G移動(dòng)通信需求,而且能夠滿足IMT-Advanced(4G)擴(kuò)展頻段、衛(wèi)星定位、無(wú)線寬帶接入通信系統(tǒng)的需求。
　　 3.為了解決天線尺寸與天線可覆蓋帶寬之間的矛盾,利用可重構(gòu)技術(shù)研究了在天線尺寸不變的情況下覆蓋更多通信頻段的設(shè)計(jì)方法。

5、僅利用一個(gè)射頻開關(guān)通過(guò)不斷優(yōu)化天線結(jié)構(gòu)分別實(shí)現(xiàn)了可覆蓋九通信頻段、十通信頻段和十一通信頻段的天線。本文對(duì)性能最優(yōu)異的十一頻段天線進(jìn)行加工制作和測(cè)量,測(cè)量結(jié)果表明該天線不僅能夠滿足2G和3G,IMT-Advanced(4G)擴(kuò)展頻段移動(dòng)通信、衛(wèi)星定位和無(wú)線局域網(wǎng)系統(tǒng)的需求,而且能夠滿足TD-LTE,藍(lán)牙和WiMAX系統(tǒng)的通信需求。
　　 4.為了準(zhǔn)確測(cè)量RFID標(biāo)簽天線的各項(xiàng)性能參數(shù),設(shè)計(jì)并制作了一個(gè)可用于RFID標(biāo)簽天線測(cè)量的測(cè)