几种小型化超宽带天线的设计与研制
本文选题：超宽带(UWB) + 计算电磁学(CEM) ； 参考：《电子科技大学》2015年硕士论文
【摘要】：无线通信技术的飞速发展使得人们对无线传输数据的要求愈来愈高。超宽带(UWB)无线通信技术由于其传输带宽极宽(3.1~10.6 GHz),被视为是解决无线传输数据瓶颈的一门有效技术。超宽带无线通信技术的快速发展同时也促进了超宽带系统的研究,而作为超宽带系统收发部分的重要组成器件,超宽带天线的研究也随之而成为一个重要的研究方向。本文首先介绍了超宽带天线的研究背景和国内外最新研究动态,了解了超宽带天线发展趋势,接着介绍了超宽带通信的相关定义与超宽带天线的电磁辐射理论、超宽带天线频域性能参数、时域性能参数、计算电磁学(CEM)中常用的三种方法以及用于超宽带天线辅助设计的几种仿真软件。之后针对当今超宽带天线的研究热点:天线小型化(Miniaturized)技术、多输入多输出(MIMO)技术、以及陷波(Band-Notched)技术分别设计了三款天线。文章的主要内容包括:(1)设计了一款尺寸为8.5×18.5 mm2,工作频带为3.6~12 GHz,同时具有C-band卫星通信系统(3.7~4.2 GHz)的阻带特性的小型化超宽带天线。详细分析了实现天线小型化的原理与方法,给出了天线仿真设计过程,最后加工了天线实物并测试验证了天线的各个性能指标。(2)设计了一款尺寸为35×35 mm2,工作在3.7~12 GHz的四单元超宽带MIMO天线。给出了天线设计过程,最后制作了天线实物并测试验证了天线的性能指标。(3)仿真设计了一款包含WLAN(5.15~5.35 GHz,5.725~5.825 GHz)、C-band卫星通信系统(3.7~4.2 GHz)以及X-band卫星通信系统(7.3~7.8 GHz)四个阻带的超宽带天线带阻天线,分析了各个阻带形成的基本原理,给出了天线设计的详细过程。本文围绕着超宽带天线的研究热点,设计了几种典型的适合超宽带系统的小型化天线,在超宽带基础上实现天线小型化、引入MIMO技术、以及获得四个阻带特性三个方面都具有一定的实际应用价值。
[Abstract]:With the rapid development of wireless communication technology, the demand for wireless data transmission is becoming higher and higher. Ultra-wideband (UWB) wireless communication technology is regarded as an effective technology to solve the bottleneck of wireless transmission data because of its extremely wide transmission bandwidth of 3.1 ~ 10.6 GHz. The rapid development of UWB wireless communication technology also promotes the research of UWB system. As an important component of UWB transceiver, the research of UWB antenna has become an important research direction. This paper first introduces the research background of UWB antenna and the latest research trends at home and abroad, and then introduces the definition of UWB antenna and the electromagnetic radiation theory of UWB antenna. The performance parameters of UWB antenna in frequency domain, time domain performance parameters, three methods commonly used in the calculation of electromagnetics (CEM) and several simulation softwares for UWB antenna aided design are presented. Then, three antennas are designed for UWB antenna: miniaturized antenna miniaturization technology, multi-input multi-output MIMO-technology and notch Band-Notched-based antenna technology. The main contents of this paper are as follows: (1) A miniaturized ultra-wideband antenna with a size of 8.5 脳 18.52 mm, a working band of 3.6g / 12 GHz and a C-band satellite communication system with a stopband characteristic of 3.7GZ (4.2 GHz) is designed. The principle and method of realizing antenna miniaturization are analyzed in detail, and the simulation design process of antenna is given. Finally, the antenna is fabricated and tested. A four-unit ultra-wideband MIMO antenna with a size of 35 脳 35 mm ~ 2 and working at 3.712 GHz is designed. The design process of antenna is given. Finally, the antenna is manufactured and tested to verify the antenna's performance index. The simulation design includes WLAN(5.15~5.35 GHZ 5.725 and 5.825 GHz C-band satellite communication system (3.74.2GHz) and X-band satellite communication system (7.37.8GHz). The basic principle of each stopband is analyzed, and the detailed process of antenna design is given. In this paper, several typical miniaturized antennas suitable for UWB system are designed around the research hotspot of UWB antenna. The antenna miniaturization is realized on the basis of UWB, and MIMO technology is introduced. The four stopband characteristics and the three aspects have certain practical application value.
【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
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，本文编号：1967810
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