MIMO天線基礎(chǔ)理論研究概述 1 2 3 5天線是無線通信系統(tǒng)的主要組成部分，天線的各個(gè)方面都能影響到整個(gè)天線系統(tǒng)。表示天線性能的指標(biāo)是天線的各類參數(shù)，包括參數(shù)的含義和公式等等。衡量MIMO天線性能要考慮如下因素：Sparameter,AE,Radiationpattern,Gain,Correlationc1.1.1輸入阻抗天線的輸入阻抗是指天線饋線與發(fā)射機(jī)相連接的端點(diǎn)處的電壓與電流的比值，不僅如此，輸入端的阻抗也和環(huán)境、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有關(guān)，表示式(1.1)如下：要使天線性能最佳需要使電抗分量盡可能達(dá)到零。影響天線輸入阻抗的因素我們可以通過各種辦法調(diào)節(jié)，使天線的輸入阻抗電抗分量盡量小，或者達(dá)到零，但是這在實(shí)際情況中不存在這種情況的。這時(shí)候我們需要選擇合適的饋線和阻抗匹配器，不然天線的傳輸功率的效率會(huì)大大降低。在本次是天線設(shè)計(jì)中我們選用50Ω標(biāo)準(zhǔn)阻抗的饋線，50Ω阻抗的(1)電壓駐波比駐波比是線性標(biāo)量。所以和輸入端□的S11和輸出端□的S22的大小、電壓反射電壓駐波比表達(dá)式(1.2)如下：(2)反射系數(shù)反射系數(shù)T表示式(1.3)為：(3)阻抗帶寬的改變而變壞。一般用下面3種方法來歸類天線帶寬：公式(1.4):Ba=fn-fi一般用絕對(duì)帶寬表示天線的實(shí)際工作頻率。相對(duì)帶寬Br,代表絕對(duì)帶寬Ba帶寬中心頻率fo的比值，即公式(1.5):比值帶寬，代表電參數(shù)在容許頻率范圍內(nèi)最高與最低頻率的比值。天線帶寬的另外一種表現(xiàn)方法是阻抗帶寬，表示天線的阻抗跟隨頻率變化特性，說明端口的匹配情況。(1)輻射方向圖輻射方向圖簡稱方向圖，又稱輻射波瓣圖、遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖。它表示天線和其他信號(hào)產(chǎn)生的無線電波的強(qiáng)度大小和具體方向之間的關(guān)系，是反映特定方向的輻射強(qiáng)弱。輻射模式有不同的數(shù)據(jù)，模式的名稱也不同。輻射場(chǎng)強(qiáng)的模式稱為場(chǎng)強(qiáng)方向圖，輻射功率密度的模式稱為功率方向圖，用相位表示時(shí)稱為相位方向圖。圖1.1是三維方向圖。圖1.2(a)是極坐標(biāo)場(chǎng)方向圖，(b)是極坐標(biāo)功率方向圖。圖1.2(c)是直角坐標(biāo)系方向圖。P(θ)=E(f)(a)極坐標(biāo)場(chǎng)方向圖(b)極坐標(biāo)功率方向圖(c)直角坐標(biāo)系方向圖圖1.2主平面方向圖其中U?公式(1.7):天線增益G的計(jì)算公式為(1.8):(4)效率外輻射的總功率的一部分，所以天線功率肯定是一個(gè)小于1的數(shù)值。天線效率表達(dá)式為(1.9),即：于MIMO手機(jī)天線涉及到兩個(gè)或兩個(gè)以上的天線單元時(shí)，可以觀察仿真結(jié)果的散射參數(shù)S21或者S12來分析相互耦合的程度。因?yàn)楦浇h(huán)境會(huì)影響MIMO天線，隨意在MOMI系統(tǒng)中的參數(shù)描述單個(gè)天圖1.3(a)所示的是天線單元間互耦模型，圖1.3(b)所示是第m個(gè)天線Zmn表示陣元n和陣元m兩個(gè)端□間的互阻抗。m