小型化平面超宽带天线的研究与设计

发布时间：2020-01-23 12:53

【摘要】：超宽带通信技术2002年之前只能用于雷达定位、电子对抗等军事保密领域，民用被限制使用。但是人们看到了超宽带通信的巨大潜力，其高效率、低容量、低误码率等诸多优势自开放以来得到各界进一步关注和更为深入的研究。无论传统的通信行业还是新型超宽带通信系统，凡是利用电磁波来传递信息，都需要依赖天线才能正常工作,甚至在一些以电磁波作为载体的能量辐射系统中也需要天线。超宽带通信的发展进一步促进了超宽带在天线领域的崭露头角。应用于超宽带通信系统的天线研究设计的重点集中在小型化、大带宽、多陷波、成本低以及较好的方向性等方面。本文基于超宽带在这个频率范围内还包含了诸如WLAN频段(5.15GHz-5.825GHz)和X波段(7.2GHz-8.6GHz)很多窄带通信频段在内。为了抑制超宽带系统与这些窄带系统间潜在的干扰，需要超宽带天线具有陷波特性。超宽带陷波天线成为近几年研究热点，同时也是本文的研究重点之一。另一方面，随着人们对于图像和视频通信品质的提高，现有有限频谱资源日益紧张，多输入多输出天线可以有效改善现有有限频谱资源匮乏窘境，也是本文另一研究重点之一。 本文首先对超宽带定义和发展历史进行了简单介绍，对陷波超宽带微带天线发展现状和相关理论知识进行了归纳学习。然后，在基本矩形微带天线基础上设计出一款超宽带天线。通过电流切割的方式，改进矩形微带天线带宽特性，完成了一款工作在3.1GHz-10.6GHz频段的新型五边形超宽带微带天线。在此基础之上，利用在天线贴片上添加C型槽，成功设计了能有效屏蔽WLAN频段5.2GHz-5.8GHz的单陷波超宽带微带天线，进过分析并且在仿真结果之后，加工了天线实物，并且对实物进行了测试。再者，在单阻带天线基础之上，在天线馈线上添加了一对延伸到贴片的折线槽，实现了7.2GHz-8.6GHz的X波段有效隔离，同时不影响WLAN频段陷波特性，制备了天线实物并完成了测试。最后，在总结学习前人工作基础上，提出了一款新型扇形槽结构的多输入多输出超宽带微带天线，扇形槽结构可以有效减少天线物理尺寸，使得天线尺寸大小得到有效的缩小，便于集成于通信设备之中；同时提高了天线的隔离度至22dB以上。天线实物的测试结果与仿真结果吻合并完全满足设计要求，证明了设计方法的有效性。
【图文】：

图 1.1 双锥天线和圆锥单极子天线结构图发展总是在不断进步，到上世纪 50 年代，螺旋天线和对数周他们作为非频变天线的代表，对于后期非频变天线的发展有着的等角螺旋天线和阿基米德螺旋天线的带宽上下限分别通过天对独立[2]。平面 vivaldi 天线也是一种经典的渐变天线，不过数形式变化，它的优势是生产成本低，尺寸小，而且可以获得于自身结构缺陷会造成有很大反射，实际应用中受到制约[3]。线（1982）和宽带槽天线（1989）都能产生较大带宽，但是由上并没有得到大力推广[4]。

图 1.1 双锥天线和圆锥单极子天线结构图科技的发展总是在不断进步，到上世纪 50 年代，螺旋天线和对数周期天线头角，他们作为非频变天线的代表，对于后期非频变天线的发展有着举足轻。经典的等角螺旋天线和阿基米德螺旋天线的带宽上下限分别通过天线上不节，相对独立[2]。平面 vivaldi 天线也是一种经典的渐变天线，不过它的变按照指数形式变化，它的优势是生产成本低，尺寸小，而且可以获得很大带同时由于自身结构缺陷会造成有很大反射，实际应用中受到制约[3]。虽有相正弦天线（1982）和宽带槽天线（1989）都能产生较大带宽，，但是由于各种，应用上并没有得到大力推广[4]。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN822.8

【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 徐海洋;张厚;梁建刚;王洪光;;新型超宽带单极子天线的设计[J];电讯技术;2011年08期

2 钱祖平;周锋;彭川;韩继伟;;一种小型平面超宽带天线的设计与实现[J];电波科学学报;2010年05期

本文编号：2572290