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随着无线通信的迅猛发展,人们对通信容量及可靠性的需求越来越高。超宽带(Ultra Wideband;UWB)技术因其具有频谱资源丰富、传输速率快以及抗干扰性能强等诸多优点,在无线通信当中拥有不可估量的研究价值。然而超宽带技术因其输出功率被限制在一个很低的范围,其传输距离很近,很难实现远距离传输。多输入多输出(Multiple Input Multiple Output;MIMO)技术具有抗多径衰落能力,能够获得分集增益有效地提高接收端的信噪比。将UWB技术与MIMO技术结合,利用空间多径性,多路信号并行传输,获得明显的复用增益与分集增益,有希望实现信号远距离稳定传输。天线作为任何无线接收机和发射机当中必不可少的元器件,一直深受广大研究者的热爱。而超宽带MIMO天线小型化、高隔离度的实现更是现如今的研究焦点。同时,由于美国联邦通信委员会(The Federal Communication Commission;FCC)于2002年2月公开的商用超宽带频段为3.1-10.6GHz,此频段与其他系统的工作频段有部分重叠,为了避免其对超宽带系统的干扰,需要滤除这些频段的信号,如目前较成熟的全球微波互联(Worldwide Interoperability for Microwave Access;WiMAX)系统和无线局域网络(Wireless Local Area Networks;WLAN)系统,但是在小型化超宽带MIMO天线上实现效果优良的阻带,这方面的研究十分缺乏,因此具有阻带特性的超宽带MIMO天线亟需研究。本文主要是基于超宽带MIMO天线的研究,所完成的工作有以下方面:(1)对UWB技术和MIMO技术的发展历程做了简单介绍,并简要分析了它们具有的优势;阐述了MIMO天线的发展历程;简单介绍了超宽带MIMO天线的基本参数;并对天线设计的数值方作了概括;分析了MIMO技术的分集方式。(2)总结了应用比较广泛的天线小型化技术。设计并分析了一款具有蓝牙及超宽带特性的双极化MIMO天线,采用了四分之一圆环接地面,延长了电流的有效路径,拓宽了天线工作频段,天线工作频率为2.3-12.5 GHz,覆盖了蓝牙频段和超宽带频段,同时引入了叉形支节,有效地提高了端口隔离度,端口隔离度大于15 dB。对辐射方向图进行了研究,两端口辐射方向图成正交分布,从而天线能同时辐射垂直极化波和水平极化波;另外基于MIMO技术中的角度分集方式,设计了一款角度分集的超宽带MIMO天线,天线采用从天线背部激励,微带馈电的方式,能灵活调节端口匹配,缩小天线尺寸,天线工作在3.1-10.6 GHz的频率范围内,端口隔离度大于15 dB。(3)总结了天线阻带技术,设计了两款具有阻带特性的超宽带MIMO天线。一款具有WLAN阻带特性的超宽带MIMO天线,天线利用矩形SRR结构获得WLAN阻带特性,天线工作频率覆盖了2.5-12 GHz,在5.1-6 GHz频段处具有良好的阻带特性,同时端口隔离度大于15 dB。另一款具有双阻带特性的超宽带MIMO天线,在天线辐射贴片上引入了两个半径不同的圆环SRR结构,分别实现了WiMAX频段和WLAN频段的阻带,该天线能工作在2.2-12 GHz频段,并在3.2-3.65 GHz和5.2-6 GHz的频段处产生阻带,端口隔离度大于15 dB。