Sub 1GHz小型化印刷天线的研究与实现

发布时间：2017-12-08 16:34

  本文关键词：Sub 1GHz小型化印刷天线的研究与实现

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【摘要】：近年来,无线通信技术的快速发展对无线通信设备提出了微型化的新要求,然而,许多Sub 1GHz的无线通信设备虽然在电路系统上实现了微型化,但天线却仍然沿用传统的大尺寸外置天线,这无疑成为了Sub 1GHz无线通信设备小型化发展最主要的制约因素之一。为此,面向Sub 1GHz且具有低成本、微型化等先天优势的印刷天线逐渐成为了无线通信领域的重要课题。本文详细阐述了印刷天线的小型化技术,并对印刷天线的性能参数、辐射原理等关键技术进行了重点研究。此外,本文还深入分析了偶极子与单极子天线、蛇形印刷天线和倒F印刷天线的结构特点和设计要求。在印刷天线基本理论的研究基础上,本文汲取了国内外学者多年的研究经验,借用Ansoft HFSS工具从印刷天线的结构层面出发,设计了433MHz、470MHz和780MHz三种频段的小型化印刷天线。其中,433MHz印刷天线采用双层蛇形结构方案,470MHz采用梳子形结构方案,780MHz采用传统的蛇形结构方案。设计过程中,本文从理论上深入分析了三种印刷天线的结构参数对天线性能的影响,并采用曲流技术和无源加载技术实现了三者的小型化设计。仿真结果表明,433MHz、470MHz和780MHz印刷天线在谐振频点的回波损耗S11分别为-24dB、-24.4dB和-16dB,有效增益分别为-4.14dB、-6.23dB和1.77dB,天线的最终占用面积分别为20*35mm2、20*40mm2和16*37mm2。此外,本文根据仿真结果设计了天线实物,并采用矢量网络分析仪测试了天线的回波损耗,实测结果与仿真结果吻合。为了进一步验证天线的辐射性能,本文设计了分别加载三种印刷天线的无线通信设备,即基于SI4463的433MHz、470MHz无线通信节点和基于ATRF212的780MHz无线通信节点,并利用微波暗室测试环境验证了天线良好的辐射特性。最后,本文测试了三种无线通信设备的有效通信距离,其中433MHz、470MHz和780MHz无线通信设备的有效通信距离分别为250m、200m和250m,间接验证了天线优良的实用性。本文的研究成果将为绕射能力更强的Sub 1GHz频段无线通信系统的应用拓宽道路。
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN820

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1267089