微带滤波天线设计与应用研究
发布时间：2021-10-05 13:38
随着无线通信技术的发展,射频系统正向着小型化、集成化、多功能等方向发展。滤波天线作为天线和滤波器两种重要元器件的集成,其不仅可以减小系统的尺寸,而且能在实现良好辐射特性的基础上提高工作频带的选择性与带外抑制能力。本文对滤波天线的设计方法进行研究,并针对具体应用设计了两种性能优良的微带滤波天线。主要工作内容如下:第一,阐述了滤波天线的研究现状,并对滤波天线的两种主要设计方法分别进行了分析与讨论。同时,针对设计需求,对E型谐振器进行了奇偶模分析并设计了实例。第二,针对滤波天线在端射天线中的应用,设计了一种宽带准八木滤波天线。首先通过一种新型馈电形式来对准八木天线进行带宽的展宽,然后通过平行耦合结构引入E型谐振器以实现滤波响应。该滤波天线具有较宽的带宽、良好的端射性能与较高的边沿选择性,同时对二次谐波的抑制良好。第三,针对滤波天线在共口径天线中的应用,设计了一种双频正交极化共口径微带滤波天线阵列。首先利用E型谐振器通过馈电缝隙对微带贴片进行耦合馈电,以实现一种宽带高选择性的天线单元。再分别选取不同的天线单元尺寸并采用两种朝向相互垂直的耦合缝隙,从而得到两种工作频率不同并且具有相互正交极化的天...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１在天线中级联滤波器的设计实例??随着针对滤波天线的研宄逐渐深入，最近有学者提出了将滤波器和天线进行综合设??计的方法
?微带滤波天线设计与应用研宄??文献［８］用一个ｒ型天线代替多阶滤波器的最后一阶谐振器，其结构如图１．２?（ａ）所??示。ｒ型天线既作为辐射单元，同时也被看作滤波器的最后一阶。整个天线的反射系数??曲线与三阶滤波器的回波损耗曲线类似，具有较高的选择性，但是天线的增益较低。在??文献［９］中，作者设计了一种同时具有高选择性和良好谐波抑制能力的２ｘ２微带滤波天线??阵列，其结构如图１．２?（ｂ）所示。整个滤波天线阵采用多层结构，顶层为天线贴片，中??间的接地板上设置了缝隙，底层的滤波功分网络由三个闭环谐振器和四个发夹型谐振器??组成。２ｘ２天线贴片不仅充当辐射单元，也充当谐振网络的最后一阶谐振器。该微带滤??波天线阵列可以实现较宽的带宽和较高的增益，但是由于容易产生寄生耦合从而耦合系??数的控制比较复杂。文献［９］在普通微带贴片天线的馈线上加载了半波长的平行耦合线
提高微带端射天线的选择性，滤除不需要的杂波，改善辐射性能。??文献［１２１将一个双面平行微带线滤波器加载在微带准八木天线的馈线上，加载的位置??位于辐射偶极子与反射器之间，结构如图１．３所示。通过加载滤波器，该微带准八木天??线的边沿选择性和交叉极化抑制水平都有了较大的提高，同时天线的辐射特性与整体尺??寸几乎没有变化。但是该天线采用两个端口馈电，不利于与其他电路的集成，并且双层??结构不利于实现小型化。同时，该天线的带宽有限，相对带宽只有约５．５％。??．■…?Ｌ?＾?Ｐｒｅｐｒｅｇｊ??ｊ??卜／＾?油ｓｔｒａｔｓｉ—，??．?＊３＞ｄ，?：：＝；：，??Ｄｉｒｅｃｔｏｒ??Ｉ?＾?ａ??Ｄｒｉｖｅｄ?＂￣ｒＤｒｌｖｅｒ??Ｆｉｎｅ，?＿ｌ２！?Ｄｏ：ｐＶｉ??１Ｕ?????ｆ?ｌ?？??Ｇｒｏｕｎｄ?＇?？?Ｉ?一＂?ｒＲｅｓＴｗ??１?％２??［Ｔｏｐ丨啊［ＭＫＷｉｅｌａｙｅｒ?［?Ｂｏｔｔｏｍ?丨ａｙｅｒ?０?＇?ｗｓ?ＧＩ３Ｔｏｐ?ｌａｙｅｒ?ＣＺ?Ｍｉｄｄｌｅ?ｌａｙｅｒ?ＥＺｉＢｏｔｔｏｍ?ｌａｙｅｒ??（ａ）整体结构?（ｂ）滤波器结构??图１．３加载了滤波器的微带端射天线??文献％采用综合设计的方法，利用一个多模的巴伦带通滤波器对微带准八木天线进??行馈电从而引入了滤波响应
【参考文献】：
期刊论文
[1]加载谐振环的新型宽带准八木天线设计[J]. 谢鹏,王光明,李海鹏. 微波学报. 2017(02)
[2]双频带圆极化紧凑型微带贴片阵列天线设计[J]. 何艳,邓长江,冯正和,杨虎. 国防科技大学学报. 2016(06)
[3]基于宽带滤波巴伦的端射滤波天线[J]. 周彦,丁博. 海军航空工程学院学报. 2016(04)
[4]改进型准八木微带天线[J]. 陈亚军,章传芳,徐志. 现代雷达. 2009(03)
博士论文
[1]多层结构滤波器优化及滤波器与天线集成设计[D]. 吴为军.西安电子科技大学 2012
[2]双频段共孔径微带阵列天线研究[D]. 李民权.安徽大学 2007
硕士论文
[1]滤波天线设计及其应用研究[D]. 徐诺.南京理工大学 2017
[2]共口径天线的研究与设计[D]. 宋航.电子科技大学 2016
[3]应用于室内分布系统的超薄宽带天线设计[D]. 王波.西安电子科技大学 2015
[4]宽带带通滤波器研究[D]. 于英信.电子科技大学 2015
[5]应用于WLAN的滤波天线设计[D]. 王坤.大连海事大学 2015
[6]微带滤波天线的研究与设计[D]. 丁博.电子科技大学 2015
[7]无线通信系统中微波滤波器小型化研究[D]. 沈单.南京航空航天大学 2014
[8]四端口巴伦与平衡滤波器的研究及其小型化建模[D]. 相晋.西安电子科技大学 2013
[9]应用于无线通信系统中的滤波天线设计[D]. 周晓军.南京航空航天大学 2012
[10]具有滤波特性的超宽带天线设计方法与研究[D]. 陈一林.南京航空航天大学 2010
本文编号：3419851
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１在天线中级联滤波器的设计实例??随着针对滤波天线的研宄逐渐深入，最近有学者提出了将滤波器和天线进行综合设??计的方法
?微带滤波天线设计与应用研宄??文献［８］用一个ｒ型天线代替多阶滤波器的最后一阶谐振器，其结构如图１．２?（ａ）所??示。ｒ型天线既作为辐射单元，同时也被看作滤波器的最后一阶。整个天线的反射系数??曲线与三阶滤波器的回波损耗曲线类似，具有较高的选择性，但是天线的增益较低。在??文献［９］中，作者设计了一种同时具有高选择性和良好谐波抑制能力的２ｘ２微带滤波天线??阵列，其结构如图１．２?（ｂ）所示。整个滤波天线阵采用多层结构，顶层为天线贴片，中??间的接地板上设置了缝隙，底层的滤波功分网络由三个闭环谐振器和四个发夹型谐振器??组成。２ｘ２天线贴片不仅充当辐射单元，也充当谐振网络的最后一阶谐振器。该微带滤??波天线阵列可以实现较宽的带宽和较高的增益，但是由于容易产生寄生耦合从而耦合系??数的控制比较复杂。文献［９］在普通微带贴片天线的馈线上加载了半波长的平行耦合线
提高微带端射天线的选择性，滤除不需要的杂波，改善辐射性能。??文献［１２１将一个双面平行微带线滤波器加载在微带准八木天线的馈线上，加载的位置??位于辐射偶极子与反射器之间，结构如图１．３所示。通过加载滤波器，该微带准八木天??线的边沿选择性和交叉极化抑制水平都有了较大的提高，同时天线的辐射特性与整体尺??寸几乎没有变化。但是该天线采用两个端口馈电，不利于与其他电路的集成，并且双层??结构不利于实现小型化。同时，该天线的带宽有限，相对带宽只有约５．５％。??．■…?Ｌ?＾?Ｐｒｅｐｒｅｇｊ??ｊ??卜／＾?油ｓｔｒａｔｓｉ—，??．?＊３＞ｄ，?：：＝；：，??Ｄｉｒｅｃｔｏｒ??Ｉ?＾?ａ??Ｄｒｉｖｅｄ?＂￣ｒＤｒｌｖｅｒ??Ｆｉｎｅ，?＿ｌ２！?Ｄｏ：ｐＶｉ??１Ｕ?????ｆ?ｌ?？??Ｇｒｏｕｎｄ?＇?？?Ｉ?一＂?ｒＲｅｓＴｗ??１?％２??［Ｔｏｐ丨啊［ＭＫＷｉｅｌａｙｅｒ?［?Ｂｏｔｔｏｍ?丨ａｙｅｒ?０?＇?ｗｓ?ＧＩ３Ｔｏｐ?ｌａｙｅｒ?ＣＺ?Ｍｉｄｄｌｅ?ｌａｙｅｒ?ＥＺｉＢｏｔｔｏｍ?ｌａｙｅｒ??（ａ）整体结构?（ｂ）滤波器结构??图１．３加载了滤波器的微带端射天线??文献％采用综合设计的方法，利用一个多模的巴伦带通滤波器对微带准八木天线进??行馈电从而引入了滤波响应
【参考文献】：
期刊论文
[1]加载谐振环的新型宽带准八木天线设计[J]. 谢鹏,王光明,李海鹏. 微波学报. 2017(02)
[2]双频带圆极化紧凑型微带贴片阵列天线设计[J]. 何艳,邓长江,冯正和,杨虎. 国防科技大学学报. 2016(06)
[3]基于宽带滤波巴伦的端射滤波天线[J]. 周彦,丁博. 海军航空工程学院学报. 2016(04)
[4]改进型准八木微带天线[J]. 陈亚军,章传芳,徐志. 现代雷达. 2009(03)
博士论文
[1]多层结构滤波器优化及滤波器与天线集成设计[D]. 吴为军.西安电子科技大学 2012
[2]双频段共孔径微带阵列天线研究[D]. 李民权.安徽大学 2007
硕士论文
[1]滤波天线设计及其应用研究[D]. 徐诺.南京理工大学 2017
[2]共口径天线的研究与设计[D]. 宋航.电子科技大学 2016
[3]应用于室内分布系统的超薄宽带天线设计[D]. 王波.西安电子科技大学 2015
[4]宽带带通滤波器研究[D]. 于英信.电子科技大学 2015
[5]应用于WLAN的滤波天线设计[D]. 王坤.大连海事大学 2015
[6]微带滤波天线的研究与设计[D]. 丁博.电子科技大学 2015
[7]无线通信系统中微波滤波器小型化研究[D]. 沈单.南京航空航天大学 2014
[8]四端口巴伦与平衡滤波器的研究及其小型化建模[D]. 相晋.西安电子科技大学 2013
[9]应用于无线通信系统中的滤波天线设计[D]. 周晓军.南京航空航天大学 2012
[10]具有滤波特性的超宽带天线设计方法与研究[D]. 陈一林.南京航空航天大学 2010
本文编号：3419851
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