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MIMO天线基础理论研究概述 1 2 3 5天线是无线通信系统的主要组成部分，天线的各个方面都能影响到整个天线系统。表示天线性能的指标是天线的各类参数，包括参数的含义和公式等等。衡量MIMO天线性能要考虑如下因素：Sparameter,AE,Radiationpattern,Gain,Correlationc1.1.1输入阻抗天线的输入阻抗是指天线馈线与发射机相连接的端点处的电压与电流的比值，不仅如此，输入端的阻抗也和环境、系统结构有关，表示式(1.1)如下：要使天线性能最佳需要使电抗分量尽可能达到零。影响天线输入阻抗的因素我们可以通过各种办法调节，使天线的输入阻抗电抗分量尽量小，或者达到零，但是这在实际情况中不存在这种情况的。这时候我们需要选择合适的馈线和阻抗匹配器，不然天线的传输功率的效率会大大降低。在本次是天线设计中我们选用50Ω标准阻抗的馈线，50Ω阻抗的(1)电压驻波比驻波比是线性标量。所以和输入端□的S11和输出端□的S22的大小、电压反射电压驻波比表达式(1.2)如下：(2)反射系数反射系数T表示式(1.3)为：(3)阻抗带宽的改变而变坏。一般用下面3种方法来归类天线带宽：公式(1.4):Ba=fn-fi一般用绝对带宽表示天线的实际工作频率。相对带宽Br,代表绝对带宽Ba带宽中心频率fo的比值，即公式(1.5):比值带宽，代表电参数在容许频率范围内最高与最低频率的比值。天线带宽的另外一种表现方法是阻抗带宽，表示天线的阻抗跟随频率变化特性，说明端口的匹配情况。(1)辐射方向图辐射方向图简称方向图，又称辐射波瓣图、远场方向图。它表示天线和其他信号产生的无线电波的强度大小和具体方向之间的关系，是反映特定方向的辐射强弱。辐射模式有不同的数据，模式的名称也不同。辐射场强的模式称为场强方向图，辐射功率密度的模式称为功率方向图，用相位表示时称为相位方向图。图1.1是三维方向图。图1.2(a)是极坐标场方向图，(b)是极坐标功率方向图。图1.2(c)是直角坐标系方向图。P(θ)=E(f)(a)极坐标场方向图(b)极坐标功率方向图(c)直角坐标系方向图图1.2主平面方向图其中U₀公式(1.7):天线增益G的计算公式为(1.8):(4)效率外辐射的总功率的一部分，所以天线功率肯定是一个小于1的数值。天线效率表达式为(1.9),即：于MIMO手机天线涉及到两个或两个以上的天线单元时，可以观察仿真结果的散射参数S21或者S12来分析相互耦合的程度。因为附近环境会影响MIMO天线，随意在MOMI系统中的参数描述单个天图1.3(a)所示的是天线单元间互耦模型，图1.3(b)所示是第m个天线Zmn表示阵元n和阵元m两个端□间的互阻抗。m

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