UHF频段宽带双极化微带天线的设计与分析

发布时间：2020-05-20 06:36

【摘要】：移动通信的飞速发展,对基站天线的频带和增益提出了越来越高的要求,为了能够满足多种制式的移动通信业务,需要天线能够覆盖或者同时工作在不同频带,也就是天线要满足宽带或者多频段工作要求,为了抗多径效应,需要天线能够工作在双极化条件下,因此宽带双极化天线就成为了移动通信天线领域的一个研究热点,受到了研究者们的广泛关注。本文设计并分析了一款应用于基站通信的工作在UHF频带的宽频带双极化微带天线,制作了天线实物,完成了天线测试工作。这种天线能有效地提高无线通信系统的信道容量,减小多径效应。所设计的天线主要包括四个部分,两个Minkovski分形辐射贴片,一个馈电基片,一个反射腔。在这两个分形微带辐射贴片中,下层贴片距离馈电基片较近,所以为主辐射贴片,上层贴片为寄生辐射贴片。在设计中,我们使用的层次调谐技术,这样能够把两个辐射贴片的工作频率结合起来,达到宽频段的目的。对于双极化的实现需要采用正交馈电方式,并且通过交叉H型槽缝可以将能量耦合到辐射贴片上。在交叉H型缝隙交汇处引入十字短路器可以降低天线的反射系数从而进一步展宽频带。反射腔结构的引入可以减小能量的背向辐射,提高天线的增益。天线的阻抗带宽(|S11|-10 d B)为1.77-2.51 GHz,相对带宽为36%,这一工作频段覆盖了GSM1800(1710-1880 MHz)、GSM1900(1850-1990MHz)、UMTS(1920-2170 MHz)、LTE2300(2300-2400 MHz)、WLAN(2400-2480MHz)。两个端口之间的隔离度大于30 d B。阻抗带宽内天线的增益在7-10 d Bi。天线的方向图稳定,在1.6 GHz和2.4 GHz方向图的相关系数为0.81。前后比FBR大于15 d B。半功率点波瓣宽度为67°±19°。该天线易于进一步组成阵列,以提高天线的增益。该天线可以应用在移动通信基站以及无线局域网领域中。
【图文】：

- 7 -增大这两个工作频段的隔离。具体结构如图 1-9 和图 1-10 所示。图1-9 正面图 图1-10 背面图1.2.3.2 应用于 WLAN 双频带槽缝平面天线文献[16]研究了一款双频带双极化的槽缝平面天线。通过改变孔径中 I 形金属的大小从而使得天线工作在 WLAN 的两个不同频带之中(2.4-2.48 GHz；5.7-5.82 GHz)。并且通过使用两个简单的双层馈电从而得到双极化。结构如图1-10 所示。并且这个天线的端口隔离度高达 20 dB，如图 1-11，，1-12 所示。Port 1Port 2图 1-10 双频带双极化槽缝平面天线图1-11 低频带端口隔离度 图1-12 高频带端口隔离度

- 7 -增大这两个工作频段的隔离。具体结构如图 1-9 和图 1-10 所示。图1-9 正面图 图1-10 背面图1.2.3.2 应用于 WLAN 双频带槽缝平面天线文献[16]研究了一款双频带双极化的槽缝平面天线。通过改变孔径中 I 形金属的大小从而使得天线工作在 WLAN 的两个不同频带之中(2.4-2.48 GHz；5.7-5.82 GHz)。并且通过使用两个简单的双层馈电从而得到双极化。结构如图1-10 所示。并且这个天线的端口隔离度高达 20 dB，如图 1-11，1-12 所示。Port 1Port 2图 1-10 双频带双极化槽缝平面天线图1-11 低频带端口隔离度 图1-12 高频带端口隔离度
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN822

【参考文献】

相关期刊论文 前1条

1 李晓东;;应用于WLAN和WiMAX的双频带印刷天线设计[J];电子科技;2013年10期

相关硕士学位论文 前1条

1 邓昊;一种双频双极化天线的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年

本文编号：2672221