超宽带贴片天线设计

发布时间：2017-09-23 13:31

  本文关键词：超宽带贴片天线设计

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【摘要】：时域通讯的崛起以及超宽带技术在探物和短距离高速数据传输中崭露头角而推动了超宽带天线理论与技术的前进。不同于频域通讯天线,超宽带天线作为拾取和发送极短脉冲波的设备,在时域通讯传输中作用不可小觑。本文首先给出时域超宽带天线基础理论,特别是典型的宽频槽天线相关设计理念并从槽天线传输线等效出发解释了其实现宽频的辐射和匹配机制。然后,基于此类理论,三款不同应用的超宽带天线在本章中设计。为实现短脉冲传播和频域传送同时可应用的需求,一款双频可用于蓝牙和超宽带使用的天线被提出。该天线通过变形的ELC结构实现,宽频覆盖和阻抗超宽带匹配通过ELC下边条带与地板上边缘缝隙渐变实现。为了解ELC结构参数对蓝牙频段的产生和作用,其并联电容和电感的等效简化电路被给出。其简化等效电路的分析为蓝牙频段的调谐和带宽控制起到了重要作用。最后加工验证ELC结构实现双频的合理性。之后,沿用ELC结构的谐振效应,一款单带阻天线通过在扇形超宽带天线宽辐射片上蚀刻ELC结构实现。首先,在地板上边缘切去一矩形槽和辐射片和地板边缘间缝隙圆弧过渡形式实现基本形式的超宽带天线。然后,在贴片中间切去一ELC谐振槽实现带内通带在被使用的频段处不能匹配而陷波。最后仿真分析各参数对阻带截止度和阻带位置的影响并随后给出了在阻带频段内的场分布图直观观察阻带生成时ELC槽处的电流和电场强度分布,并且加工测试并验证了贴片上蚀刻该谐振器的天线。为使微波各器件连接后总体尺寸小,双频阻带滤波器和超宽带贴片天线共用微带线而集成在一起。在设计中,一个高低阻抗线构成的谐振器和四分之一波长线通过在各自终端过孔接地的形式实现了双频滤波单元一体化。带内的高频阻带对应四分之一波长谐振线而带内的低频陷波对应高低阻抗线的谐振。扫参结果显示,低频阻带的调节可改变低阻抗线的阻值及低阻抗线电长度实现,而高频频带调节改变四分之一波长线线长值实现。短路过孔的加入是为了独立互不影响的调节各自的陷波带。
【关键词】：超宽带 贴片天线 带阻天线 双频天线
【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
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 课题研究背景和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-17
• 1.2.1 基本形式的超宽带天线11-14
• 1.2.2 带内陷波超宽带天线14-15
• 1.2.3 覆盖超宽带的双频天线15-17
• 1.3 本文研究内容和意义17-18
• 1.4 论文主要章节安排18-19
• 第二章 宽频贴片天线技术19-28
• 2.1 贴片天线相关指标19-22
• 2.2 贴片天线辐射机制22-24
• 2.3 贴片天线宽频化24-27
• 2.3.1 增加带宽的方法24-26
• 2.3.2 超宽带贴片天线的实现26-27
• 2.4 超宽带贴片天线技术要求27-28
• 第三章 覆盖超宽带的双频天线设计28-40
• 3.1 ELC谐振结构分析28-29
• 3.2 变形ELC结构的天线研制29-39
• 3.2.1 天线设计和仿真30-32
• 3.2.2 天线参数分析32-37
• 3.2.3 天线测试结果37-39
• 3.3 本章小结39-40
• 第四章 带内陷波超宽带天线设计40-58
• 4.1 超宽带天线设计40-43
• 4.1.1 基本模型设计40-42
• 4.1.2 相关参数分析42-43
• 4.2 单陷波超宽带天线43-49
• 4.2.2 天线设计与仿真43-45
• 4.2.3 天线参数分析45-47
• 4.2.4 天线测试结果47-49
• 4.3 双陷波超宽带天线49-57
• 4.3.0 陷波单元49-50
• 4.3.1 陷波等效电路50
• 4.3.2 双陷波天线设计50-52
• 4.3.3 双陷波天线参数优化52-55
• 4.3.4 天线测试结果55-57
• 4.4 本章小结57-58
• 第五章 结语58-60
• 5.1 工作总结58-59
• 5.2 未来展望59-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-67

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本文编号：905545