共面波导馈电的圆极化与变极化天线的设计与研究

发布时间：2020-10-25 18:08

　　 天线是整个通信系统中的重要部件,是信息传递的桥梁,其性能的好坏对整个系统的通信能力有着很大的影响。共面波导惯电的天线作为应用广泛的印刷天线的一种,具有其独特的优点:制作工艺简单。费用低;天线尺寸更加小,集成度更加高:相对于金属孔来说,其有更低的接地电感等。微带天线发展至今,天线的设计取得了很大的进展,单一的线极化天线已经不能满足通信系统对天线的需求,圆极化天线和变极化天线的出现大大的提升了系统的容量,并且提升了系统的灵活性和自由度,降低了无线通信的成本。本文设计了几种共面波导馈电的刷天线,分别实现圆极化和变极化,进行了仿真调试分析。具体来说,主要工作有以下几点:第一,设计一种通用的特高频RFID阅读器天线,该天线呈现出圆极化的特性。目前,在不同地区特高频PFID阅读器天线所应用的频段不相同,因此设计一款通用频段的特高RFID阅读器天线是十分必要的,该天线带宽覆盖840～960MHZ,所有特高频RFID频段。将挂面波导馈进行曲折设计,提高了天线的阻抗带宽,然后对其进行了加工测试,结果良好。第二,设计一种轴比带宽比较宽的变极化天线,实现左旋回极化状态与有旋圆极化状态之间的转换,该天线工作在WLAK 2.4GHz 频段。通过将共面波导馈线做了渐变的设计,来提高阻抗带宽,井且对贴片急行切角处理,展宽了天线的轴比带宽,实现天线在该频段的宽频特性。第三,设计一种小型化宽频带的变极化天线,实现左旋圆极化状态与右旋圆极化状态之间的转换,该天线工作在WLAN5Hz频段。结合实际应用中对WLAN5GHz频段天线的需求,对天线进行优化,使其工作频段在我国开放的WLAN5GHz频段内,并满足宽频特性。
【学位单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN821.1
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 圆极化天线的研究背景及意义
        1.1.2 变极化天线的研究背景及意义
        1.1.3 共面波导馈电
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 圆极化天线国内外研究进展
        1.2.2 变极化天线国内外研究进展
        1.2.3 共面波导馈电的圆极化与变极化天线的发展趋势
    1.3 论文的主要工作
    1.4 章节安排
    1.5 本章小结
2 基础理论知识
    2.1 天线的分类
    2.2 天线的电参数
        2.2.1 有效长度和输入阻抗
        2.2.2 天线的频带宽度
        2.2.3 天线的极化
        2.2.4 天线的方向图
        2.2.5 天线的方向图参数
        2.2.6 方向系数
        2.2.7 天线的增益系数
    2.3 微带天线的结构和分类
    2.4 微带天线的辐射机理
    2.5 微带天线分析方法
    2.6 微带天线馈电方式
        2.6.1 微带线馈电
        2.6.2 同轴线馈电
        2.6.3 电磁耦合馈电
    2.7 共面波导（CPW）
        2.7.1 共面波导的结构
        2.7.2 共面波导的类型分类
    2.8 HFSS建模仿真
    2.9 本章小结
3 共面波导馈电圆极化天线的设计
    3.1 圆极化波的产生
    3.2 圆极化波的性质
    3.3 特高频RFID阅读器天线的设计
    3.4 仿真结果与分析
    3.5 天线的优化分析
    3.6 天线实物与实测分析
        3.6.1 天线加工实物
        3.6.2 天线测试结果
    3.7 本章小结
4 共面波导馈电变极化天线的设计
    4.1 变极化的实现
    4.2 WLAN2.4G频段变极化天线的设计
        4.2.1 天线结构设计
        4.2.2 天线仿真结果与分析
        4.2.3 天线的优化分析
    4.3 WLAN5G频段变极化天线的设计
        4.3.1 天线结构设计
        4.3.2 天线仿真结果与分析
        4.3.3 天线的优化分析
    4.4 本章小结
5 总结与展望
致谢
参考文献
附录

【参考文献】

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本文编号：2855774