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多入多出(MIMO)无线通信技术以其高质量,高速率的特点得到了人们的关注,它在无线链路收发两端均采用多天线,充分开发空间资源,在无需增加频谱资源和发射功率的情况下,成倍地提升了通信系统的容量与可靠性。当然,机遇与挑战总是并存的,与常规单天线收发通信系统相比,MIMO通信系统中多天线的应用面临着大量亟待研究的问题。 本文围绕移动终端多天线设计这一主题展开了系统的研究。本文在介绍了MIMO系统移动终端多天线基本理论的基础上,详细阐述了MIMO系统移动终端多天线的设计方法和多天线相关性评估方法,提出了适合于MIMO移动终端的两种两单元移动终端多天线和两种四单元移动终端多天线;并通过仿真评估了多天线的相关性和分集性能。 首先,简要描述了多经传播原理和移动通信无线传播模型;介绍了MIMO信道的空间特征;并介绍了3GPP标准中关于信道特征的描述,以及多天线设计的相关系数参考值;最后给出系统级仿真的模型并进一步讨论极化分集情况下的信道矩阵元素的计算方法。 其次,对移动终端MIMO相关性评估方法进行了系统的分析和论证;采用空间分集的多天线由于其互耦不可忽略,在多天线互耦网络模型的基础上,讨论了互耦与相关性之间的联系;采用极化分集时,可以利用天线的功率方向图和电场方向图并结合空间的交叉极化鉴别度对其进行相关性评估;最后给出了一种利用电磁参量描述相关系数的一种简易方法,并给出其适用条件。 最后,结合MIMO系统终端多天线设计要求,即采用分集技术、改善单元天线方向图、实现天线的小型化与双极化,设计了一种能够应用于移动终端的两单元空间分集多天线,并评估其相关性;又设计了一种能够应用于移动终端的两单元极化分集多天线,采用正交馈电的微带天线单元,具有高隔离低相关极化纯度高等特点;采用微带天线为基本天线单元,并结合缺陷地(DGS)这种新颖的电磁结构,设计了一种四单元多天线,并对其进行了相关性评估;实际加工制作了这种多天线测量了其各端口的反射损耗,传输损耗,增益和方向图,并利用相关性近似评估方法对其各个天线之间的相关性进行了评估。