介质谐振天线及其阵列的研究

发布时间：2017-04-16 03:04

  本文关键词：介质谐振天线及其阵列的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：介质谐振天线相比一般天线具有辐射效率高、馈电方式灵活多样以及对加工误差不敏感等优点,近年来,介质谐振天线的研究受到了广泛的关注。本文对介质谐振天线进行了研究,所做工作包括以下几个方面:1.设计了一款MIMO介质谐振天线。测试结果表明,天线端口反射系数在2.405GHz-2.48GHz频带范围为小于-10dB,天线在端口1激励、端口2接匹配负载时的实际增益为1.83dBi,整体辐射效率为44.84%,天线在端口2激励、端口1接匹配负载时的实际增益为1.33dBi,整体辐射效率为64%,天线端口的隔离度小于-25dB,并且端口相关系数小于0.0156。2.设计了一款具有高前后比特性的介质谐振天线单元。并利用该单元设计了一款具有高前后比、高增益特性的介质谐振天线阵列。在单元的设计中,采用寄生耦合理论以提高天线的前后比。测试结果表明,天线单元在谐振频率的前后比值为16.1dB,增益为3dBi,天线阵列在谐振频率上前后比为12.2dB,增益高达11.5dBi。3.设计了一款双频带圆极化介质谐振天线。这款天线采用C型馈电结构激励杯型介质谐振器实现天线的双频带圆极化特性,并采用背腔结构提高天线的增益。仿真结果表明,天线在中心频率5.8GHz/6.46GHz的轴比带宽分别为40MHz和50MHz,在低频带范围内最高增益为6.04dBi,在高频段范围内最高增益为9.05dBi。4.设计了一款宽带介质谐振天线。这款天线通过在矩形介质谐振器内部刻蚀十字形缝隙实现天线的宽带性能,并通过在矩形介质谐振器边缘刻蚀正方形缝隙提高天线的增益。仿真结果表明,天线端口反射系数在2.2GHz-3.52GHz频带范围内小于-10dB,在工作带宽内天线的最高增益高达3.5dBi。5.设计了一款超宽带介质谐振天线。这款天线使用U型馈电结构对半锥形介质谐振器馈电来实现天线的超宽带性能。测试结果表明,天线端口反射系数在3.64GHz-10.56GHz频带范围内小于-10dB,具有97.46%的相对带宽。
【关键词】：介质谐振天线 介质谐振天线阵列 高辐射效率
【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】：TN820
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-23
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 介质谐振天线的研究进展12-21
• 1.2.1 MIMO介质谐振天线的研究进展12-14
• 1.2.2 介质谐振天线阵列的研究进展14-16
• 1.2.3 圆极化介质谐振天线的研究进展16-18
• 1.2.4 宽带介质谐振天线的研究进展18-21
• 1.3 本论文的结构安排21-23
• 第二章 介质谐振天线的基本理论23-28
• 2.1 介质谐振器的工作原理23-24
• 2.2 介质谐振器天线的馈电形式24-28
• 2.2.1.径耦合馈电24-25
• 2.2.2 微带线馈电25
• 2.2.3 同轴探针馈电25-26
• 2.2.4 共面波导馈电26-27
• 2.2.5 介质镜像波导馈电27-28
• 第三章 MIMO介质谐振天线的设计28-36
• 3.1 天线的原理分析28
• 3.2 天线的结构参数28-29
• 3.3 天线的加工测试以及结果分析29-35
• 3.3.1 天线的S参数测试结果30
• 3.3.2 天线辐射方向图的测试结果30-33
• 3.3.3 天线增益和效率的测试结果33-35
• 3.3.4 天线的分集性能分析35
• 3.4 本章小结35-36
• 第四章 介质谐振天线阵列的研究36-54
• 4.1 天线单元的设计36-47
• 4.1.1 天线单元的结构参数36-37
• 4.1.2 天线单元的结构分析37-42
• 4.1.3 天线单元的加工测试以及结果分析42-47
• 4.1.3.1 天线单元的S参数测试结果43-44
• 4.1.3.2 天线单元的辐射方向图测试结果44-46
• 4.1.3.3 天线单元增益和效率的测试结果46-47
• 4.2 天线阵列的设计47-53
• 4.2.1 天线阵列的结构参数47
• 4.2.2 天线阵列的结构分析47-48
• 4.2.3 天线阵列的加工测试以及结果分析48-53
• 4.2.3.1 天线阵列的S参数测试结果48-50
• 4.2.3.2 天线阵列的辐射方向图的测试结果50-52
• 4.2.3.3 天线阵列增益和效率的测试结果52-53
• 4.3 本章小结53-54
• 第五章 双频带圆极化介质谐振天线的研究54-62
• 5.1 天线的原理分析54
• 5.2 天线的结构参数54-56
• 5.3 天线的仿真结果以及结果分析56-61
• 5.3.1 天线的S参数以及轴比带宽仿真结果56-57
• 5.3.2 天线的辐射方向图的仿真结果57-59
• 5.3.3 天线增益和效率的仿真结果59-61
• 5.4 本章小结61-62
• 第六章 宽带介质谐振天线的研究62-77
• 6.1 一种宽带介质谐振天线的设计62-68
• 6.1.1 天线的结构尺寸62-63
• 6.1.2 天线的参数分析63-64
• 6.1.3 天线的仿真结果以及结果分析64-68
• 6.1.3.1 天线的S参数仿真结果64-65
• 6.1.3.2 天线辐射方向图的仿真结果65-67
• 6.1.3.3 天线增益和效率的仿真结果67-68
• 6.2 一种超宽带介质谐振天线的设计68-76
• 6.2.1 天线的结构尺寸68
• 6.2.2 天线的参数分析68-71
• 6.2.3 天线的测试结果以及结果分析71-76
• 6.2.3.1 天线的S参数测试结果71-72
• 6.2.3.2 天线辐射方向图的测试结果72-75
• 6.2.3.3 天线增益和效率的测试结果75-76
• 6.3 本章小结76-77
• 第七章 全文总结与展望77-79
• 7.1 全文总结77
• 7.2 后续工作展望77-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-85
• 攻读硕士学位期间取得的成果85-86

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