非福斯特元件及其应用研究

发布时间：2017-09-06 14:35

  本文关键词：非福斯特元件及其应用研究

  更多相关文章： 天线宽带小型化 偶极子型电小天线 非福斯特负阻抗变换(NIC)电路

【摘要】：随着科技的发展,移动设备在人们生活中占有越来越重要的地位。手机、平板电脑以及智能可穿戴设备等,它们之间的数据通信很大一部分是通过无线连接进行的,而且数据量大。这些设备还有一个共同点结构紧凑,对于这些多功能结构紧凑的设备,用于通信天线的空间有诸多限制。数据量大、结构紧凑这就需要小型化的宽带天线。因为无线通信系统的急剧增加,不管在民用还是军用领域,对天线宽带小型化技术的需求一直在增加。不仅仅是移动电子设备,医疗设备以及无人汽车等等都离不开电小天线。尽管对电小天线的需求呈现爆炸式增长,但是宽带电小天线的实现仍是天线工程当中最具有挑战性的问题。本文首先介绍了电小天线的基本理论。很多学者已经花了长达半个世纪的时间研究电小天线的基本限制。最为人们熟知的就是由Bode-Fano提出的体积-增益-带宽限制。电小天线通常根据激励形式分为两种类型,这两种类型电小天线体现在结构形式上即为环形电小天线以及偶极子型电小天线。本文中采用偶极子型电小天线进行分析和实验。第二,在本文中介绍了通过使用有源匹配电路的方式来打破增益-体积-带宽限制的有源天线,本文主要采用非福斯特负阻抗变换(NIC)电路。在文中介绍了非福斯特负阻抗变换(NIC)电路的基本原理以及其基本结构形式,并通过仿真软件对其进行了验证分析,然后在基本结构基础上丰富设计实际电路并对实现的几种电路进行参数分析。最后,介绍了通过非福斯特负阻抗变换(NIC)电路来实现负电容,并通过该非福斯特匹配网络抵消所使用天线的虚部,并设计加工了实物的匹配电路以及短波天线,并将匹配电路加载到天线上进行测试。测试结果表明非福斯特电路匹配的天线在短波频段内抵消了天线的阻抗虚部。
【关键词】：天线宽带小型化 偶极子型电小天线 非福斯特负阻抗变换(NIC)电路
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN820
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 符号对照表9-10
• 缩略语对照表10-13
• 第一章 绪论13-17
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 研究现状14-15
• 1.3 本文主要内容15-17
• 第二章 电小天线基本理论17-27
• 2.1 电小天线17-25
• 2.1.1 电小天线定义17-18
• 2.1.2 电小天线基本限制18-25
• 2.2 无耗无源匹配网路的增益带宽限制25-26
• 2.3 本章小结26-27
• 第三章 非福斯特阻抗实现27-37
• 3.1 非福斯特阻抗的实现27-28
• 3.1.2 福斯特阻抗28
• 3.2 非福斯特阻抗28-34
• 3.2.2 负阻抗变换器(NIC)29-32
• 3.2.3 负阻抗逆变器(NII)32-34
• 3.3 非福斯特电路的稳定性34-35
• 3.4 本章小结35-37
• 第四章 非福斯特负电容元件设计37-51
• 4.1 原理图及理想模型的构建分析37-40
• 4.1.1 原理图分析37-39
• 4.1.2 基本原理模型分析39-40
• 4.2 实际非福斯特电路仿真40-46
• 4.3 第一种PB模型非福斯特电路的稳定性46-49
• 4.4 本章小结49-51
• 第五章 加载到天线的非福斯特负电容电路研究51-69
• 5.1 更改后非福斯特负阻抗变换(NIC)电路设计实现51-61
• 5.1.1 更改后电路模型的建立51-54
• 5.1.2 电路中的主要参数54-58
• 5.1.3 稳定性分析58-61
• 5.2 实物设计加工及测试61-64
• 5.2.1 PCB板的设计加工61-63
• 5.2.2 测试结果及分析63-64
• 5.3 加载到单极子天线的非福斯特负电容电路64-68
• 5.4 本章小结68-69
• 第六章 总结69-71
• 参考文献71-73
• 致谢73-75
• 作者简介75-76

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