三频可重构天线研究及其控制电路设计
本文关键词:三频可重构天线研究及其控制电路设计 出处:《西安电子科技大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文
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【摘要】:随着现代电子设备和无线通信的快速发展,人们对电子设备的尺寸及功能要求也越来越多样化。不管是在国防事业还是民用产品中,随着数据量的爆炸式的增长,对无线通信的宽带,高传输速率,小体积等都提出了越来越高的需求,而针对以往无线系统中的无线接收和无线发射设备的功能单一,体积庞大等缺点,可重构技术应运而生,并已成为当下的研究热点之一。可重构技术主要应用在无线通信领域的发射和接收终端的主要部件天线以及近年来兴起的电磁带隙结构上。由于PCB工艺的快速发展,PCB印刷天线和电磁带隙结构由于其与芯片电路能够无缝对接,并易于与后续控制电路集成等特点,PCB印刷结构的可重构天线和电磁带隙结构也得到了越来越多的关注。但是设计可重构天线及可重构电磁带隙结构仍然存在不小的难度,本文正是针对可重构天线及可重构电磁带隙结构遇到的设计难题,采用自己设计的控制电路研究如何能够提高可重构天线及可重构电磁带隙结构的性能。本文首先介绍了可重构天线的基本理论和重要特性,并重点介绍了频率可重构天线在实际中的突出性能及其在多功能天线中的应用基础;同时介绍了电磁带隙结构的基本理论,并说明电磁带隙结构如何与电控制器件结合从而实现可重构电磁带隙结构,并说明其工作特性的变化。本文其次给出了三频可重构天线偏置控制电路的设计理论及步骤,并针对可重构天线的PIN管控制电路进行了后续改进,使其能够保护天线器件不受到人为损坏。完成128元频率可重构天线阵偏置电路的理论分析及电路设计。第三,设计出了包含可重构电磁带隙结构和其偏置控制电路的三层结构,并设计出了满足程控多路电压输出控制电路,解决了可重构电磁带隙结构中对多路程控电压源的偏置信号设计难题。第四,针对三频可重构印刷天线的通断比不高的问题,设计出将三频可重构微带滤波结构结构与可重构天线的集成从而形成三频可重构滤波天线,在未降低原有可重构天线的性能的前提下,极大的提高了可重构天线的通断比,解决了三频可重构天线通断比不高的问题。
[Abstract]:With the rapid development of modern electronic equipment and wireless communication, the requirements for the size and function of electronic devices are becoming more and more diversified, whether in national defense or civil products. With the explosive growth of data volume, the demand for broadband, high transmission rate and small volume of wireless communication is becoming higher and higher. Aiming at the shortcomings of single function and huge volume of wireless receiving and transmitting equipment in the past, reconfigurable technology emerged as the times require. The reconfigurable technology is mainly used in the antenna of transmitter and receiver terminal and the electromagnetic band gap structure in recent years. Because of the fast development of PCB technology. Rapid development. The PCB printed antenna and electromagnetic bandgap structure are easy to integrate with the subsequent control circuit because they can connect seamlessly with the chip circuit. More and more attention has been paid to the reconfigurable antenna and electromagnetic band gap structure of PCB printing structure, but it is still difficult to design the reconfigurable antenna and reconfigurable electromagnetic band gap structure. This paper is aimed at the design problem of reconfigurable antenna and reconfigurable electromagnetic band gap structure. How to improve the performance of reconfigurable antenna and reconfigurable electromagnetic band gap structure is studied by using the control circuit designed by ourselves. Firstly, the basic theory and important characteristics of reconfigurable antenna are introduced in this paper. The outstanding performance of frequency reconfigurable antenna in practice and its application basis in multifunctional antenna are introduced. At the same time, the basic theory of electromagnetic band gap structure is introduced, and how to combine electromagnetic band gap structure with electrical controller to realize reconfigurable electromagnetic band gap structure is explained. Secondly, the design theory and steps of the three-frequency reconfigurable antenna bias control circuit are given, and the PIN tube control circuit of the reconfigurable antenna is further improved. It can protect the antenna device from human damage. The theoretical analysis and circuit design of 128 element frequency reconfigurable antenna array bias circuit are completed. Third. A three-layer structure including reconfigurable electromagnetic bandgap structure and its bias control circuit is designed, and a programmable multi-channel voltage output control circuit is designed. The problem of bias signal design for multi-channel programmable voltage source in reconfigurable electromagnetic band-gap structure is solved. 4th, the on-to-break ratio of three-frequency reconfigurable printed antenna is not high. The three-frequency reconfigurable microstrip filter structure is integrated with the reconfigurable antenna to form the three-frequency reconfigurable filter antenna without reducing the performance of the original reconfigurable antenna. The on-off ratio of reconfigurable antenna is greatly improved, and the problem of low turn-off ratio of three-frequency reconfigurable antenna is solved.
【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】:2014
【分类号】:TN822
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,本文编号:1421827
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