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超宽带平面天线的研究

发布时间:2018-07-07 12:11

  本文选题:超宽带天线 + 平面单极子 ; 参考:《西安电子科技大学》2014年硕士论文


【摘要】:现代无线通信系统遍布全球的每一个角落,和每个人息息相关,越来越多的信息依赖于无线传输,信息的时效性要求无线通信的速度越来越快,容量越来越大,同时频谱资源也变得越来越紧张。近些年来兴起的超宽带无线通信技术具有传输率高、安全性高、抗干扰性能强等特点,成为通信领域研究的焦点。同时,超宽带天线的设计作为限制超宽带通信系统发展的一个技术瓶颈,引起了越来越多的关注。超宽带天线由于工作频带极宽和传输信号的要求,有着不同于传统天线的参数性能,并且随着便携式超宽带通信设备的广泛应用,超宽带天线在保证较高的性能指标外,还需要减小体积。针对超宽带天线的应用,论文的研究工作主要分为两部分内容:1.研究了超宽带平面天线,并设计工作带宽覆盖3.1~10.6GHz的小型超宽带平面单极子天线。2.研究设计了一款具有三陷波特性的工作频带覆盖3.1~10.6GHz的超宽带陷波天线。首先以超宽带平面天线基本理论为基础,设计与仿真了两种具有超宽带特性的平面单极子天线,分别采用微带线馈电方式和共面波导馈电方式,其中两者的馈电线都采用了线性渐变式结构。仿真结果表明,这两种天线阻抗性能极好,辐射特性良好,同时在工作频带内具有良好的一致性,它们都可用于超宽带无线通信系统中。接着针对现在通信环境的复杂性,为减小超宽带通信系统与其他通信系统之间的相互干扰,设计了一款具有三个陷波带宽的超宽带天线。天线采用缝隙耦合和加载枝节滤波器的方式,形成覆盖WiMax(3.3-3.6GHz)、WLAN的5G(5.15-5.825GHz)和X波段的上行频段(7.9-8.4GHz)三个频段的陷波。仿真结果表明,天线在工作频带内辐射特性良好,具有全向性,适合应用在超宽带通信系统中。最后对超宽带天线在体域网中的应用进行了解和研究。介绍了人体电磁环境和人体对电磁能量的吸收比(SAR值),并选取文章中的一个天线进行了在人体附近的辐射特性仿真,研究了体域网中超宽带天线的辐射特性。
[Abstract]:Modern wireless communication systems are spread all over the world and are closely related to everyone. More and more information depends on wireless transmission. The timeliness of information requires that the speed and capacity of wireless communication become faster and larger. At the same time, spectrum resources have become increasingly tight. In recent years, the UWB wireless communication technology has the characteristics of high transmission rate, high security, strong anti-jamming performance, and has become the focus of research in the field of communication. At the same time, the design of UWB antenna has attracted more and more attention as a technical bottleneck restricting the development of UWB communication system. Ultra-wideband (UWB) antenna has different parameter performance from traditional antenna because of its wide working band and the requirement of transmitting signal. With the wide application of portable UWB communication equipment, UWB antenna ensures high performance index. There is also a need to reduce the volume. Aiming at the application of UWB antenna, the research work in this paper is divided into two parts: 1. The ultra-wideband planar antenna is studied and a small ultra-wideband planar monopole antenna. An ultra-wideband notch antenna with 3. 1 ~ 10. 6 GHz working band with three notch characteristics is designed. Firstly, based on the basic theory of UWB planar antenna, two planar monopole antennas with UWB characteristics are designed and simulated, which are fed by microstrip line and coplanar waveguide, respectively. Both feed lines adopt a linear gradual structure. The simulation results show that the two antennas have excellent impedance performance, good radiation characteristics and good consistency in the operating band. Both of them can be used in UWB wireless communication systems. Then, in order to reduce the interference between UWB communication system and other communication systems, an UWB antenna with three notch bandwidth is designed in order to reduce the complexity of the current communication environment. The antenna uses slot coupling and loaded branch filter to form notch waves in three bands: 5G (5.15-5.825GHz) covering WiMax (3.3-3.6GHz) WLAN and 7.9-8.4GHz (uplink band) in X-band. The simulation results show that the antenna has good radiation characteristics and omnidirectional property in the working band. It is suitable for UWB communication system. Finally, the application of UWB antenna in body area network is studied. The electromagnetic environment of human body and the absorption ratio (SAR) of human body to electromagnetic energy are introduced. The radiation characteristics of UWB antenna in body area network are studied by selecting an antenna in this paper to simulate the radiation characteristics near the human body.
【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】:TN823.27

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本文编号:2104923

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