波束不分裂的超宽带全向天线研究

发布时间：2017-10-23 08:40

  本文关键词：波束不分裂的超宽带全向天线研究

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【摘要】：超宽带技术以其独特的优势,在解决数据传输、频谱资源紧缺以及精确定位等方法发挥了重要的作用,从而吸引了人们广泛的关注和研究,得到了迅速的发展。尤其是多点通信和信号接收捕捉方面,更宽的带宽和覆盖范围更广的辐射方向图意味着能接收和定位数量更多、频带范围更广的信号。本文从单极子天线出发,设计了几款波束不分裂的超宽带全向天线。具体的工作如下:1.介绍了超宽带的定义以及超宽带天线的发展历史和国内外研究现状。并介绍了一些天线常用的基本指标,并对部分经典超宽带天线的工作原理和实现方法作了简要的阐述。2.通过对圆片单极子天线的理论和模型的分析,得到了单片天线的带宽与尺寸的关系,并保证不影响天线性能的情况下,对天线体积进行了缩减。然后对单片天线的性质进行分析对比,在满足带宽要求的情况下,发现其水平方向的辐射方向图会随着频率的升高由全向辐射逐渐变为8字型辐射,且波瓣会发生畸变。通过对辐射方向图的拟合和计算,得出了多个天线错位叠加后,能使最终的水平辐射方向图恢复到全向辐射。并对此进行了仿真验证。最后将平面地板结构改为锥形结构,在达到了减小了天线体积目的的情况下,也改善了天线垂直方向上的辐射特性。还根据圆片天线的一些特点,对天线进行了拓展。最后加工实物的实测证明了天线在2到18GHz的带宽范围内反射系数小于-10dB。3.提出了单极子天线叠加并通过滤波器隔离的模型,证明了多个天线的叠加不仅能使天线的频带得到拓展,而且方向图也能得到互补。而后提出了一个方形柱体的超宽带天线模型。通过对馈电端口的更改,使其实现了输入阻抗与馈电部分的匹配。再分析天线结构参数对天线性能的影响,最终实现了天线在2-18GHz内反射系数小于-10dB,并在整个带宽内呈全向辐射的设计目标。
【关键词】：超宽带 全向辐射 小型化 单极子
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN822.8
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 课题背景10-11
• 1.2 超宽带天线的发展11-13
• 1.3 国内外研究现状13-17
• 1.3.1 超宽带天线的研究现状13-14
• 1.3.2 全向天线的研究现状14-17
• 1.4 本文主要工作安排及创新点17-19
• 第二章 超宽带天线的基本理论19-33
• 2.1 超宽带的定义19
• 2.2 超宽带天线的基本概念19-26
• 2.2.1 超宽带天线的分类19-20
• 2.2.2 超宽带天线的作用20-22
• 2.2.3 超宽带天线的基本参数22-25
• 2.2.4 超宽带天线的结构原理25-26
• 2.3 圆片单极子天线的性质26-32
• 2.3.1 天线的尺寸与频率关系27-28
• 2.3.2 超宽带圆片天线的特性分析28-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第三章 多片圆片天线的设计与实现33-56
• 3.1 圆片单极子天线的模型建立33-36
• 3.1.1 天线的行驻波模型33-34
• 3.1.2 天线的多环谐振模型34-36
• 3.2 超宽带圆片天线的小型化36-39
• 3.3 辐射特性的改善39-44
• 3.4 地面结构的改善44-48
• 3.5 加工与测试48-52
• 3.5.1 S参数的测量48
• 3.5.2 辐射方向图的测量48-50
• 3.5.3 测量结果50-52
• 3.6 天线的拓展52-55
• 3.6.1 开槽52-54
• 3.6.2 球面化54-55
• 3.7 本章小结55-56
• 第四章 方柱型超宽带单极子天线的设计与实现56-68
• 4.1 滤波器加载单极子天线的设计56-59
• 4.1.1 电阻加载56
• 4.1.2 滤波器加载56-59
• 4.2 方柱型超宽带单极子天线的设计与实现59-67
• 4.2.1 阻抗匹配的实现60-63
• 4.2.2 馈电端.的影响63-66
• 4.2.3 加工测试与分析66-67
• 4.3 本章小节67-68
• 第五章 总结68-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-75
• 攻读硕士学位期间取得的成果75-76

【参考文献】

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1 张新跃,沈树群;UWB超宽带无线通信技术及其发展前景[J];数据通信;2004年02期

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本文编号：1082452