高性能微带差分天线的研究

发布时间：2017-05-18 02:00

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【摘要】：为了提高通信系统的抗干扰能力,差分技术被广泛地运用于射频前端。但传统的单端口天线不能直接应用于差分系统中,而是需要连接一个巴伦以实现差分信号与单端信号的转换。但巴伦的存在不利于天线的集成,且其带来的损耗必然会降低信号的传输效率。用差分天线取代传统单端口天线,避免了巴伦的使用,使天线能高效地集成在收发系统的前端。并且,结构对称的差分天线还具有较低的交叉极化,稳定并对称的方向图等特性,这些特性有效地提高了收发天线的效率和稳定性。 论文围绕微带差分天线的双频和小型化设计开展研究工作。设计了一种具有双频特性的反相功率分配器,用于给双频或宽带差分天线馈电。并设计了一种宽带双频微带差分天线和一种小型U型缝隙差分天线。论文的主要研究内容和创新成果如下： (1)提出了一种具有阻抗匹配功能的双频反相功率分配器的设计方法,采用双面平行带线中插入接地面的结构,在较宽的频带上实现了稳定的180°相位差,能将双频或宽带的普通信号转换为差分信号,馈送给双频或宽带的差分天线。 (2)设计了一种宽带的双频微带差分天线,该天线通过在辐射贴片的两侧加入U型缝隙实现双频特性,通过工字型金属块耦合馈电的方式引入分布电容,扩展了该天线在较高谐振频点上的带宽。 (3)设计了一种高集成度小型U型缝隙差分天线,天线尺寸只有0.2凡,其中λ0为自由空间中谐振频点的波长。该天线通过共面波导对接地面上的U型缝隙进行馈电,通过调节共面波导馈线的长度实现天线与馈线之间的阻抗匹配。该天线的单层结构降低了天线的加工复杂度和制作成本。
【关键词】：差分天线 微带天线 反相功率分配器 双频 小型化
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN822
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目录7-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 研究背景和意义9
• 1.2 国内外研究现状9-13
• 1.2.1 微带天线研究现状9-12
• 1.2.2 差分天线研究现状12-13
• 1.3 论文的主要工作内容13
• 1.4 论文结构安排13-14
• 1.5 本章小结14-15
• 第二章 微带天线和差分天线理论分析15-27
• 2.1 引言15
• 2.2 微带天线理论分析15-20
• 2.2.1 微带天线简介15-16
• 2.2.2 微带天线辐射原理16-17
• 2.2.3 微带天线的基本电参数17-20
• 2.3 差分天线理论分析20-23
• 2.3.1 差分天线的电路参数分析20-22
• 2.3.2 差分天线的辐射特性分析22-23
• 2.4 传统微带天线与微带差分天线仿真对比分析23-25
• 2.5 本章小结25-27
• 第三章 馈电反相功率分配器的设计27-37
• 3.1 引言27
• 3.2 功率分配器各参数指标27-29
• 3.3 馈电双频反相功率分配器的设计29-36
• 3.3.1 馈电双频反相功率分配器结构30-31
• 3.3.2 奇偶模等效电路分析31-33
• 3.3.3 频率比和特征阻抗分析33-34
• 3.3.4 仿真和测试结果34-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第四章 双频微带差分天线的设计37-45
• 4.1 引言37
• 4.2 双频微带差分天线的结构37-38
• 4.3 双频微带差分天线参数分析38-40
• 4.4 双频差分天线仿真和测试结果40-43
• 4.5 双频微带差分天线与现有技术对比43-44
• 4.6 本章小结44-45
• 第五章 小型U型缝隙差分天线的设计45-53
• 5.1 引言45
• 5.2 小型U型缝隙差分天线的结构45-46
• 5.3 小型U型缝隙差分天线的仿真和测试结果46-49
• 5.4 U型缝隙差分天线与单馈点缝隙微带天线仿真对比49-52
• 5.5 本章小结52-53
• 第六章 总结与展望53-55
• 参考文献55-60
• 致谢60-61
• 攻读硕士学位期间发表的成果目录61

【共引文献】

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本文编号：374880