本文側(cè)重研究多頻天線，特別是覆蓋較低工作頻段的多頻天線，其中介紹的天線陣實(shí)現(xiàn)3個(gè)頻段(885～915 MHz，1 760～1 870 MHz和2 450～2 510 MHz)的工作特性，最低頻段可以覆蓋到900 MHz，并給出了多頻天線的工作特性。
1 天線設(shè)計(jì)
由于手機(jī)尺寸有限，需選擇尺寸小的三頻天線作為天線單元。這里選擇D.Kim在文獻(xiàn)里介紹的一款3頻天線。如圖1所示，有兩種方法放置天線。當(dāng)短邊相鄰時(shí)，雖然天線的間距較小，但是它們的隔離度更高。一個(gè)簡(jiǎn)單的解釋是由于PIFA天線上的電流和電壓分布。在天線的開路端，電流為零，電壓和電量最大。如果天線的開路段很近，如圖1(b)所示，那么它們之間就會(huì)有很強(qiáng)的電磁耦合。
圖1 放置天線的兩種方法
圖2 兩種放置天線的S參數(shù)
圖3 天線被連接帶相連時(shí)的俯視圖表1 連接帶的設(shè)計(jì)參數(shù)
雖然選擇了最好的方式來放置天線，但耦合依然很大。一種方法是使用懸空且和兩個(gè)天線相連的連接帶來減小耦合。天線的S參數(shù)特性如圖4所示，可以看出連接帶可明顯降低天線的耦合度。圖5～圖7所示給出了天線在3個(gè)工作頻段時(shí)的方向圖。
圖4 天線的S參數(shù)特性
圖5 低頻頻段的方向圖(f=0.9Ghz)
圖6 中頻頻段的方向圖(f=1.8Ghz)
圖7 低頻頻段的方向圖(f=2.45Ghz)
另外一種是使用FR4材料以及小地板來減小耦合，天線結(jié)構(gòu)如圖8所示，天線陣的S參數(shù)仿真結(jié)果如圖9所示。可以看出，在整個(gè)工作頻段內(nèi)，天線陣實(shí)現(xiàn)了低于15 dB的隔離度，并實(shí)現(xiàn)了較好的匹配效果。
圖8 使用FR4材料以及小地板的天線陣
圖9 天線陣的S參數(shù)仿真
2 結(jié)束語
本文介紹一個(gè)可用于MIMO的二元PIFA天線陣，其中每個(gè)天線單元工作于3個(gè)頻段。提出了兩種方法來減小天線間的隔離度。一種是使用懸空且和兩個(gè)天線相連的連接帶。另外一種是使用FR4材料以及小地板。仿真結(jié)果顯示，在工作頻帶內(nèi)可以獲得15 dB的隔離度而不明顯影響輻射單元方向圖。