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報告人：何應朋 班級 ： 碩電一甲 學 號： ＭＡ 230110

MIMO 天線期中報告 比較兩篇論文.

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報告人：何應朋 班級 ： 碩電一甲 學 號： ＭＡ 230110

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Presentation Transcript

  1. MIMO天線期中報告 比較兩篇論文 1.The MIMO Antenna Design for a TD-LTE MobilePhone，, Wei , Qingdao University of Science &Technology, Qingdao, 266061, Melboume University, VIC, Australia2.Tri-Band Antenna With Compact Conventional Phone Antenna And Wideband MIMO Antenna，Jian-Feng Li and Qing-Xin Chu, IEEE Senior MemberSchoolof Electronic and Information EngineeringSouth China University of TechnologyGuangzhou, Guangdong, 510640, China 報告人：何應朋 班級：碩電一甲 學號：ＭＡ230110

  2. 概論 • 兩篇paper都是對手機天線做設計。 • 第一篇是在TD-LTE移動通信系統中使用MIMO天線，設計具有高隔離絕緣的兩個元素，目的為了降低兩元件之間的耦合，最後使用HFSS做仿真分析。 • 第二篇是一個三波段天線，由一個傳統電話的電話天線和一個寬帶多輸入多輸出的MIMO天線實現，在接地平面用三個狹縫蝕刻來減少相互耦合。 • 兩篇論文利用不同設計方法，目的是降低元件間相互耦合。

  3. 引言 • 兩篇各提出降低耦合的方法。 • 第一篇使用MIMO技術來改善無線電頻譜的效率。設計MIMO天線時使用一種TD-LTE雙帶PIFA(平面倒F天線)天線覆蓋，增加他們的分離距離來減少元件之間的耦合。 • 第二篇也是使用MIMO天線，提到很多增加距離來降低耦合的方法被提出，但這些方法不適用於第三代的移動通信系統，因為天線罩不住移動的波段。故此論文提出一個MIMO天線的設計，利用蝕刻三個狹縫在接地平面上，可以緩解阻抗傳統手機天線的匹配惡化。

  4. 天線設計 • 第一篇的天線設計： • 設計為雙分支結構，每個分支工作在不同頻帶。 • 通過改變天線的長度分支和使用該結構的彎曲端來調整天線。 • 該天線的工作頻率可以覆蓋 230TD-LTE0-2400MHz和2570-2620MHz兩個頻段。 • 地面尺寸為60*110mm，地面天線高4mm。 • 在圖1中，設計在2500MHz頻段，下部為2300MHz。灰色區域是一個摺疊垂直於天線，為了增加天線的有效面積。

  5. 天線設計(續) 圖1第一篇的天線設計圖

  6. 天線設計(續) • 第二篇的天線設計： • FR4的基板 • 介電常數4.4，損耗正切0.02。 • 包括一個傳統的電話天線與兩個對稱的MIMO天線和圖中的#1、#2、#3經過結構1、2耦合。 • 尺寸為:長度80mm、寬度2mm，彎曲90度。 • 在接地平面的三個狹縫蝕刻，靠近port1，port1放置在接地平面的中間。#2或#3是一個長29mm寬2mm的倒F天線。

  7. 天線設計(續) 圖2　第二篇的天線設計圖

  8. 天線實作 圖3　第一篇的天線實作 圖4　第二篇的天線實作

  9. 天線實作(續) 圖5　第一篇的系統模擬 圖6　第二篇的系統模擬

  10. 天線實作(續) 圖7　第一篇在3D模式下模擬 圖8　第二篇的輻射模擬

  11. 心得 • 這兩篇paper都是有關手機的方面，兩篇都對於手機天線做不同的設計，兩個天線都加入了MIMO天線的技術。 • 雖然兩篇paper都設計出不同的天線，但目的都相同，就是降低元件之間的耦合，讓我了解到MIMO天線的很關鍵的因素就在於耦合和阻抗的匹配。

  12. 參考文獻 • [I] K. L. Wong. Design of Non planar Microstrip Antennas and Transmission • Lines. Wiley.New York. 1999. • [2] John D.Kraus and Ronald J.Marhetka.Antennas:For All Appllications • Third Edition,2006.8 . • [3] K. 1. Wong. Compact and Broadband Microstrip Antennas, John Wiley & • Sons, Inc,2002 . • [4] Z. D. Liu, P. S. Hall, and D. Wake, "Dual-frequency planar inverted F • antenna," IEEE Trans. Antennas Propagat. 45, 1451-1458, Oct. 1997 • [5] M. Karaboikis, C. Soras, G. Tsachtsiris, and V. Makios, "Compact dualprinted • inverted-F antenna diversity systems for portable wireless devices," • IEEE Antennas Propag. Lett., vol . 3, pp. 9-14, 2004. • [6] K. Wong, T.Kang, andM. Tu, "Internal mobile phone antenna array for • LTE/WW AN and LTE MIMO operations," Microw. Opt. Tech. Lett.,vol. 53, • no. 7, pp. 1569-1573, Jul . 2011. • [7] H. T. Hui, "Practical dual-helical antenna array for diversity/MIMO • receiving antennas onmobile handsets," lEE Proc.-Microw. Antennas Propag., • vol . 152, no. 5, pp. 367-372, Oct. 2005. • [8] Meshram, M.K.Dept. of Electron. Eng., Banaras Hindu Univ., Varanasi, • India Animeh, R.K. ; Pimpale, A.T. ; Nikolova, N.K. A novel quad-band • diversity antenna for LTE and Wi-Fi applications with high isolation, Antennas • and Propagation, IEEE Transactions on (Volume:60 , Issue: 9

  13. 參考文獻(續) • [1] F. G. Zhu, J. D. Xu and Q. Xu, “Reduction of mutual coupling between • closely-packed antenna elements using defected ground structure,” • Electron. Lett. vol.45, no.12, pp.601-602, Oct.2009. • [2] R. A. Bhatti, S. Y. Yi, and S. O. Park, “Compact antenna array with port • decoupling for LTE-standardized mobile phones,” IEEE Antennas • Wireless Propag. Lett., vol. 8, pp.1430–1433. 2009. • [3] A. Diallo, C. Luxey, and P. T. Le, “Study and reduction of the mutual • coupling between two mobile phone PIFAs operating in the DCS 1800 • and UMTS bands.” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 54, no. 11, pp. • 3063–3074, Nov. 2006. • [4] C. Anissa, L.Cyril, and S. Robert , “A novel isolation technique for • closely spaced PIFAs for UMTS mobile phones.” IEEE Antennas • Wireless Propag. Lett., vol. 7, pp. 665-668, 2008.

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