可重构天线研究与设计

发布时间：2017-10-29 16:04

  本文关键词：可重构天线研究与设计

  更多相关文章： 多个标准 频率可重构 方向图可重构 极化可重构

【摘要】：现代无线通信系统通常有多个标准以便它们能满足多容量和小型化的现代天线系统。可重构天线能够很好地解决这个问题,因为它能改变天线的性能来满足多样性的无线通信需求和减少来自其它无关信号的干扰。通常可重构天线有频率、极化或者辐射方向图可调。由于手机和其它个人移动设备中大量不同的标准,使得需要覆盖多频或者具有可重构特性智能天线,同一副天线因不同的目的工作在不同的频段,这正是人们所期望的。此外随着相同频谱数量的增加,干扰的可能性提高了,因此可重构天线显得很重要。方向图可重构天线可以控制波束在给定的方向进行辐射,这有利于提高通信中的信噪比。极化可重构天线用于避免因多径效应引起的信号衰减。在本论文中将会提出这三类可重构天线。首先,一款工作在3.4GHz和5GHz附近的双频可重构天线被提出。天线由含有U型缝隙的圆形贴片和呈周期性结构的人工结构表面组成。利用平面技术将人工结构表面直接放置在圆形贴片的上面,使得天线整个结构紧凑。由于两层介质板的厚度为2.6mm,使得天线具有低剖面性。通过绕圆形贴片中心轴旋转上面的人工结构表面可以实现频率的可重构,结果显示天线在较高的频率具有很大的调节范围,然而在较低的频率可调范围很小。其次,一款新颖的方向图可重构天线被提出。天线由三部分组成:包括了矩形驱动贴片,两个对称的半圆形寄生单元且在其上开了一对弧形的缝隙和在地平面上开了两个对称的矩形环缝隙。两组p-i-n二极管分别放置在矩形环缝隙上,通过这两组二极管开关将它们连接起来,从而可以实现辐射方向图可调。在论文中天线的详细设计将会被阐述,仿真结果也将被显示和讨论。最后,一款极化可重构天线被提出,天线极化工作频率为3.6GHz且设计利用了周期性结构的人工结构表面。该天线由平面周期性结构和非接触性H型缝隙天线构成,且都为圆形。两介质板直径为60mm、厚度都为1mm,这使得天线结构紧凑且具有低剖面。通过绕着H形缝隙中心轴旋转人工结构表面,天线能够实现线极化、左旋圆极化和右旋圆极化。结果显示天线工作在圆极化时,其轴比带宽为3.55-3.67GHz,且天线具有很好的极化隔离,其值在15dB以上,最大增益在6dBi以上。
【关键词】：多个标准 频率可重构 方向图可重构 极化可重构
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN821
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符号对照表11-12
• 缩略语对照表12-15
• 第一章 绪论15-29
• 1.1 天线发展历史及意义15-16
• 1.2 可重构天线简介及分类16
• 1.3 可重构天线国内外研究现状16-26
• 1.3.1 频率可重构天线17-20
• 1.3.2 方向图可重构天线20-22
• 1.3.3 极化可重构天线22-24
• 1.3.4 多种特性混合可重构天线24-26
• 1.4 论文主要工作及内容安排26-29
• 1.4.1 论文主要工作26
• 1.4.2 论文内容安排26-29
• 第二章 天线基本参数和微带天线及其基本理论29-43
• 2.1 天线基本参数29-32
• 2.1.1 输入阻抗29
• 2.1.2 反射系数、回波损耗和电压驻波比29-30
• 2.1.3 辐射方向图30
• 2.1.4 方向性、增益和效率30-31
• 2.1.5 线极化、圆极化和轴比31-32
• 2.1.6 带宽和谐振频率32
• 2.2 微带天线定义和结构32-33
• 2.3 微带天线辐射机理33-34
• 2.4 微带天线馈电方式34-41
• 2.4.1 微带线馈电34-35
• 2.4.2 探针馈电35-37
• 2.4.3 临近耦合馈电37-39
• 2.4.4 缝隙耦合馈电39-41
• 2.5 微带天线分析方法41-42
• 2.5.1 传输线模型分析法41
• 2.5.2 腔膜分析法41
• 2.5.3 多端口网络模型分析法41-42
• 2.5.4 矩量法42
• 2.6 本章小结42-43
• 第三章 频率可重构天线设计43-51
• 3.1 引言43-44
• 3.2 天线结构与分析44-46
• 3.3 仿真结果与分析46-50
• 3.3.1 频率选择表面结构尺寸重要参数对双频天线的影响46-47
• 3.3.2 不同旋转角度 θ 对反射系数的影响47-48
• 3.3.3 旋转角度 θ 不同时辐射方向图48-50
• 3.4 本章小结50-51
• 第四章 方向图可重构天线设计51-59
• 4.1 引言51-52
• 4.2 天线结构与分析52-54
• 4.3 仿真结果与分析54-57
• 4.3.1 三种状态下天线反射系数54-55
• 4.3.2 三种状态下辐射方向图55-57
• 4.4 本章小结57-59
• 第五章 极化可重构天线设计59-67
• 5.1 引言59-60
• 5.2 天线结构与分析60-61
• 5.3 仿真结果与分析61-64
• 5.3.1 三种状态下天线反射系数61-62
• 5.3.2 三种状态下天线轴比和辐射方向图62-64
• 5.4 本章小结64-67
• 第六章 总结与展望67-69
• 参考文献69-73
• 致谢73-75
• 作者简介75-76

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