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移动终端作为直接对接用户的无线设备,其在通信系统中占据着重要地位。为了满足移动终端在功能上和设计上的需求,其中的内置天线在不断向着多频段、小型化的方向发展。目前,终端天线多采用诸如单极子天线、倒F天线(Inverted F-shaped Antenna,IFA)和环形天线等传统天线形式,由于上述传统类型天线本质上均基于右手传输线,导致其仅能产生正阶谐振模式,且所产生谐振模式的频率与天线结构尺寸严格相关。因此在日益严苛的指标要求下,仍采用目前的终端天线形式容易出现设计瓶颈。复合左右手传输线(Composite Right/left-Handed Transmission Line,CRLH-TL)是电磁超材料与传输线理论结合的产物,相较右手传输线,CRLH-TL除了可以产生正阶谐振模式外,还可以产生频率更低的负阶谐振模式及零阶谐振模式,而零阶谐振模式由于其谐振频率理论上与结构尺寸无关,非常适合实现微波器件和天线的小型化。因此本文将CRLH-TL理论引入到终端天线的设计当中,探究终端天线新的解决方案,并提出了多款基于CRLH-TL的多频段移动终端天线。论文的主要研究成果为:1.设计了一款基于CRLH-TL零阶谐振的LTE/WWAN终端天线。该天线采用在传统IFA天线中构造CRLH-TL单元等效结构的方法,利用等效结构产生的零阶谐振模式与多枝节IFA天线产生的谐振模式共同作用覆盖了LTE/WWAN频段(698-960/1710-2690 MHz)。由于零阶谐振频率理论上与结构的物理尺寸无关,因此利用其覆盖低频段可以使天线在拥有多频段特性的同时缩减物理尺寸。仿真与实测结果表明,该天线在LTE/WWAN频段内反射系数模值小于-6 dB,天线归一化增益方向图在YOZ面具有较好的全向性,且频段内天线实测远场辐射效率满足指标要求。2.设计了一款基于CRLH-TL零阶谐振的多频段5G终端天线单元,并且利用该单元进行组阵设计了一款8×8单元MIMO终端天线。该5G终端天线单元采用在环形天线中构造CRLH-TL单元等效结构的方法,利用零阶谐振模式与环形天线产生的谐振模式共同作用覆盖了三个5G通信频段(1.49-1.71/3.3-3.6/4.8-5 GHz)。此外,为了解决零阶谐振带宽较窄的问题,天线单元在馈电结构上设计有带阻匹配电路。经仿真验证,该5G终端天线单元的各项指标满足设计要求。为了更好体现单元性能,本文利用所设计的5G终端天线进行组阵得到了一个8×8单元MIMO终端天线,该MIMO天线单元间未添加任何解耦结构,仅通过调整单元之间的相对位置进行解耦。仿真与实测结果表明,MIMO天线中各单元在1.49-1.71/3.3-3.6/4.8-5 GHz频段内反射系数模值均小于-6 dB,远场辐射效率满足指标要求,单元间带内隔离度大于10 dB,包络相关系数小于0.23。3.设计了一款基于CRLH-TL多阶谐振的WLAN/WiMAX/5G终端天线。该天线将两个?型CRLH-TL等效单元结构加载于环形单极子上,利用两个加载结构各自产生的正负一阶谐振模式与环形单极子产生的谐振模式共同作用覆盖了WLAN/WiMAX/5G频段(2.4-2.485/3.35-3.65/4.5-6 GHz)。此外,由于采用了特殊的交指电容结构,两个加载单元物理尺寸被进一步缩小。仿真与实测结果表明,该天线在WLAN/WiMAX/5G频段内反射系数模值小于-10 dB,远场辐射效率满足指标要求,归一化增益方向图在YOZ面具有良好的全向性。