多波束与多频段复合可重构天线研究

发布时间：2019-04-14 20:17

【摘要】：作为一种新型天线,可重构微带天线具有较低的刨面、较轻的重量、易于集成等优点,从而成为一种重要的天线形式而被广泛关注和研究。多波束和多频段复合可重构微带天线同时具有方向图可重构天线和频率可重构天线的特点,成为可重构天线研究的一个重要方向。本论文共提出了三种可重构天线的设计。首先,设计了一款具有对称结构的频率方向图复合可重构微带天线。通过控制开关状态,天线能够工作在2.11-2.26GHz,2.28-2.52 GHz和3.73-4.02GHz三个频段上,在这三个工作频段上能够分别实现定向波束的反向对称切换。定向波束的半功率波束宽度约为60o,天线在谐振频点处的最大增益达4.8 dB。接着,设计了一款具有六个波束可选择性的方向图可重构圆形微带天线。该天线工作在2.33-2.49GHz。通过控制开关状态,接通相应的辐射单元,辐射波束可以在水平面内六个不同方向进行扫描,每个定向波束的半功率波束宽度约为60o,这样六个波束可以实现在水平面内全向辐射。最后提出了一种具有多波束和多方向图选择性的新型平面寄生阵列天线。该天线包括六个对称的辐射单元和六个对称的寄生单元。通过控制RF P-I-N二极管开关状态,天线可工作于2.28-2.58 GHz和2.62-2.73 GHz频率范围,有效工作频带宽度可完全覆盖Wibro(2.3-2.39 GHz)、Bluetooth(2.4-2.48 GHz)、WLAN(2.4-2.48 GHz)和S-DMB(2.6GHz-2.69GHz)等系统的工作频段,且在两个谐振频点处天线的输入阻抗均具有良好的阻抗匹配性能。通过加载寄生单元与否,天线在两个工作频段内均能够实现六个定向波束的切换,在2.28-2.58GHz工作频段内,定向波束半功率波束宽度约为67o;在2.28-2.58GHz工作频段内,定向波束半功率波束宽度约为54o,最高增益能分别达到4.3dB和3.6dB,具有较好了复合可重构天线性能。实际制作了所设计的复合可重构寄生阵列天线,并安装了开关的实际控制电路,然后进行了天线测量,测量结果与仿真结果具有较好的一致性,验证了所设计天线的复合可重构特性。
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【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN822

【参考文献】