超宽带多阻带天线的研制

发布时间：2017-04-13 09:33

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【摘要】：自民用超宽带频段3.1-10.6GHz被FCC规定之后,超宽带天线的发展一直受到人们的重视。在超宽带发展初期,减小天线的体积,降低天线的损耗,拓宽天线的带宽是超宽带天线设计的关键。平面印刷单极子天线由于其尺寸小,工作带宽宽,易于加工集成等优势成为了超宽带天线设计的首选模型。目前由于频谱资源的有限性,民用超宽带通信频段与其他一些窄带通信频段相重叠。为了减小两者之间的电磁干扰,设计具有滤波特性的超宽带天线是十分必要的。随着通信技术的发展,为了减小系统体积,同时保证通信系统的多功能性,将超宽带阻带特性与其他天线特性相结合成为超宽带天线的发展趋势之一。本文对有关天线的基础知识进行了简要介绍,对目前常用的实现宽带与阻带功能的方法进行了研究和总结。在此基础上,设计了一款结构简单,微带馈电的酒杯状的印刷平面单极子超宽带三阻带天线。通过在天线开槽以及加载金属枝节实现了三阻带特性。三阻带频段涵盖了3.3-3.6 GHz、5.15-5.825 GHz、7.25-7.75 GHz。最后比较了天线的测试结果与仿真结果,发现两者除了微小差异之外大体上吻合的比较好。通过文献阅读,学习研究了有关频率可重构天线的知识。结合超宽带阻带天线的知识,设计了一款较为新颖的频率可重构天线。通过控制理想开关的通断,天线可以实现窄带通信模式与超宽带阻带模式间的切换。窄带通信频段涵盖了5.7-6.5 GHz,超宽带的阻带频段覆盖了5.15-5.825 GHz。最后给出了各模式下天线的回波损耗、方向图和增益的实测值。通过方向图的实测与仿真值可以发现,该天线在通带与阻带模式下,方向图基本保持不变。
【关键词】：超宽带三阻带天线 通带 频率可重构
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN822.8
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 选题背景9-10
• 1.2 超宽带阻带天线发展现状10-15
• 1.2.1 1/4 及 1/2 波长槽12-13
• 1.2.2 加载谐振单元13-14
• 1.2.3 加载电磁带隙结构14-15
• 1.3 论文主要的工作和结构安排15-18
• 第二章 相关理论概述18-29
• 2.1 两种典型天线模型的辐射原理18-20
• 2.2 天线的频域参数20-26
• 2.2.1 天线的阻抗20-21
• 2.2.2 天线的反射系数21-22
• 2.2.3 天线的工作带宽22
• 2.2.4 天线的辐射方向图22-23
• 2.2.5 方向性和增益23-25
• 2.2.6 天线的极化25-26
• 2.3 天线的时域参数26-27
• 2.3.1 波形保真系数26
• 2.3.2 能量方向图与方向性系数及效率26-27
• 2.3.3 时域天线辐射阻抗27
• 2.4 本章总结27-29
• 第三章 超宽带三阻带天线的设计29-41
• 3.1 超宽带阻带天线的的结构29-30
• 3.2 天线的参数分析30-35
• 3.2.1 阻带Ⅰ(阻带范围WIMAX3.3-3.6GHz)31-33
• 3.2.2 阻带Ⅱ (阻带范围WLAN5.15-5.825GHz)33-34
• 3.2.3 阻带Ⅲ(阻带范围X-Band7.25-7.75GHz)34-35
• 3.2.4 天线的最终尺寸35
• 3.3 天线的测试结果35-39
• 3.3.1 天线的加工实物图35-36
• 3.3.2 天线的回波损耗（S11）测试值36-38
• 3.3.3 天线的增益和方向图38-39
• 3.4 本章小结39-41
• 第四章 通带与超宽带带阻可重构天线的设计41-52
• 4.1 频率可重构天线及其现状简介41-42
• 4.2 通带与超宽带带阻可重构天线的结构42-43
• 4.3 天线主要参数的研究43-47
• 4.3.1 模式 144-45
• 4.3.2 模式 245-47
• 4.4 天线的测试结果47-51
• 4.4.1 天线的加工实物图47
• 4.4.2 天线的S参数实测值47-48
• 4.4.3 天线的最大增益和方向图48-51
• 4.5 本章小结51-52
• 第五章 总结52-54
• 致谢54-55
• 参考文献55-60
• 攻硕期间取得的研究成果60-61

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本文编号：303315