UHF频段天线小型化研究与设计

发布时间：2020-02-24 18:02

【摘要】：近几十年来,工作于UHF频段的天线引起了大家的广泛兴趣,而传统应用于该频段的天线往往体积比较大,同时随着天线小型化,集成化的趋势,其面临着小型化的难点。本论文针对天线小型化与工程实际进行了一系列研究工作。主要研究内容概括如下：第一部分,文章在简要回顾了天线相关理论基础上,重点介绍了天线在小型化、多频化、宽带化方面的发展现状。第二部分,设计出结构紧凑的UHF频段共形PIFA天线阵。首先利用曲折线枝节设计出紧凑型天线单元,同时对由此组成的天线阵性能进行了详细评估,为天线阵的设计提供了依据。天线阵由1×4的天线子阵构成,最后将其共形于半径仅为0.023λ,高度为0.071λ的圆柱体载体上,天线实测结果显示该设计实现了小型化。第三部分,新型UHF频段低剖面双频圆极化折叠空气微带天线设计研究。基于天线低剖面双频圆极化设计指标,相继设计了三款天线。 1、首先对常规的设计思路进行了研究并设计了第一版天线,通过双层微带贴片天线叠加实现双频,采用双点正交馈的方式实现天线圆极化,实测结果表明天线在实现了低剖面的同时存在增益较低的缺点。 2、第二版天线是基于第一版天线的改进。与第一版天线相比,不同点在于馈电方式以及馈电网络的形式。在馈电方式上第一版采用微带馈,第二版采用同轴馈。在馈电网络形式上第一版采用微带线形式,第二版采用带状线形式。该天线实现了天线低剖面,天线性能较第一版天线有明显提高,实测增益比第一版提高2dB左右,但存在增益带宽窄的问题。 3、基于深入分析前两版天线优缺点的基础上,开展一系列工作,包括采用空气介质微带天线以进一步提高其增益；采用折叠的方式使其实现低剖面；采用L型耦合馈电方式以增加天线带宽以及采用四馈方式以提高圆极化性能；并创新性的根据新结构下天线电流分布特点,设计出在天线的侧壁四周附加寄生贴片的方式使天线工作在双频带。在此设计工作下研究了三种天线,分别为低剖面线极化天线,圆极化天线,双频圆极化天线,这三种天线在设计流程以及结构上具有继承关系。天线实现了低剖面,整体高度仅为0.024λ。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN822

【参考文献】