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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

移动通讯与我们的学习、生活、娱乐有着千丝万缕的联系，各个国家都非常重视通信技术的发展，经过科研人员的不懈努力，移动通信技术经历了许多技术创新。随着二十世纪八十年代第一代移动通信（1g）的问世，实现了区域性用户之间便利有效的语音联络与沟通，然而，由于其系统容量有限、安全性差、通话质量不佳等缺点，最终被淘汰。在二十世纪九十年代引入数字技术之后，第一代移动通信被第二代移动通信（2g）取代。第二代移动通信（2g）提供更大的系统容量，更快的速率和更高质量的信号，以支持数字服务。用户除了可以用移动网络拨打电话，还可以使用发短信、下载铃声等服务。第三代移动通信（3g）主要采用码多分址通信技术（cdma），极大地提升了数据以及声音传输的速率，在1g和2g的基础上，它支持更多的网络业务及信息服务，如多媒体、数据及视频等。科技发展的脚步一直在往前迈进，在科研人员的不断研发中迎来第四代移动通信（4g）。4g系统支持移动网络访问和高宽带应用，能够满足用户更多的服务要求，诸如高清移动电视、无线广播、移动视频会议和大型游戏等多媒体信息服务。4g因其更高的相容性、更宽的频带带宽、更惊人的吞吐量，同时又能使频谱效率最大化的特点被广泛使用。从1g到现在最广泛使用的4g，只经历了不过短短三十年的过渡的时间，随着用户对移动通信技术的要求进一步提升，未来4g技术终将会退出历史舞台。随着工业和信息化部发布的第五代移动通信系统（5g）所使用的频段信息以及一些手机品牌5g手机的发布，例如华为mate x，三星galaxy fold等，加快了5g时代的步伐，这将会组建一个系统容量高、延时低、高传输速率的移动通信社会，为用户提供全新，更加优质的体验环境，为移动通信技术提供更加强大的支持，促进社会发展和世界进步。

手机是人们之间快速交流、信息传输的重要工具，随着手机各个功能和形式飞速的发展，天线作为实现无线通信与手机之间不可或缺的通信连接载体，扮演着至关重要的角色。如果没有手机天线的发展，所有通讯技术的演进是不可能实现的。手机天线的演进一方面由消费者的需求推动，包括用户对操作系统界面、手机硬件配置、手机外观审美、更好娱乐体验的需求；一方面由技术需求推进，比如从最原始的外置天线到内置天线的设计，从1g时的单个频段拓展到2g的双频段，再到3g和4g的多频段设计。各种技术的引入就会产生诸如频谱资源紧缺、天线尺寸要求越来越高等问题，一定程度上影响着第五代移动通信的发展，也将会对手机天线的设计提出更高的技术要求。无线通信技术的最新演进将会促使mimo天线设计成为一种新趋势。

多输入多输出技术（multiple-input multiple-output,mimo）是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收。多输入多输出技术可以充分利用空间资源，通过多个天线实现更多信号的传输和接收，在不增加天线发射功率和频谱资源的情况下，系统的信道容量可以成倍的提高，有效地解决当今社会频谱资源日益短缺的问题，因此，mimo技术被认为是第五代移动通信的核心技术之一。mimo天线设计中最大的问题源自对于一个尺寸有限的终端设备来说，有限的空间内实现多天线系统，会面临天线之间的耦合问题，近距离的布局必定会造成天线之间的相互影响加大，使天线的效率降低，端口馈入的能量将不能辐射到空间，这就要求各个天线之间的隔离度足够大，移动终端一般需要大于15db的隔离度。由此可见在这有限的空间里存放两个或者更多的天线着实是一件极具挑战的事。

2. 研究的基本内容

第一章，首先介绍了有关本次设计课题的背景及关于移动终端天线的研究意义，其次对采用mimo技术的手机天线在国内外的研究状况进行介绍，最后总结归纳出本篇论文的研究内容以及工作安排。

第二章，首先介绍了有关天线的定义以及衡量天线系能的基本参数的概念；接着简单描述了mimo天线系统基本定义以及特有的参数；最后，针对本次设计的mimo手机天线，提出一些参数要求。

第三章，首先设计出一单元的mimo手机天线，其带宽包含3.4ghz-3.5ghz。接着在一单元的mimo手机天线的基础上，进行12阵列设计与22mimo天线设计，使其在工作带宽之内的隔离度大于12db。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

第01~02周：查阅相关文献，了解天线的定义、理论、研究现状以及应用前景等，着重学习mimo天线的相关知识。

第03~04周：了解 mimo 天线系统基本定义以及特有的参数，学习怎样设计各种不同结构的天线。

第05~06周：学习hfss软件，着重学习对天线的仿真设计方法。

4. 参考文献

[1] sonkkim,salonene.low mutual coupling betweenmonopole antennas by using two slots[j].antenna and wireless propagationalletters, ieee, 2010,9:138-141.

[2]ming-yang li,zi-qiang xu,yong-ling ban,qing-ling yang and qiang-qiangzhou.eight-port dual-polarized mimo antenna for 5g smartphone applications[c].ieee 5th asia-pacific conference on antennas and propagation (apcap), 2016,195-196

[3] y. l. ban ,c. li ,c. y. d. sim , et al. 4g/5gmultiple antennas for future multi-mode smartphone applications[j]. ieeeaccess, 2017, 4: 2981-2988.