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小型高增益介质谐振器天线和微带天线研究

发布时间:2018-01-19 19:31

  本文关键词: 基站天线 介质谐振器天线 微带天线 高增益 小型化 宽带化 出处:《西南交通大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:随着现代无线通信的快速发展,新型基站天线现已成为天线工程中一个重要的研究方向。介质谐振器天线和微带天线具有低剖面、轻重量、馈电简单和易于加工等方面的优点。本文主要给出了小型高增益介质谐振器天线和低剖面微带天线的新设计。论文主要包括以下三个方面:1.提出了一种小型高增益介质谐振器天线设计,在微带-缝隙耦合馈电结构下,在介质谐振器和加载金属贴片之间引入一定距离的间隙,这样当两者的谐振频率相互靠近时,阻抗带宽可得到有效地扩展。实测-10dB回波损耗带宽为25.6%,覆盖1.7-2.2 GHz频段,工作带宽内最大增益为6-8dBi,交叉极化电平小于-26dB,天线整体尺寸只有67×67×34(mm3)。2.提出了一种宽带宽翼型(折叠V型)贴片微带天线单元及其天线阵列设计,天线由一个折叠V型贴片、一个H型耦合缝隙和基板组成,H型缝开于接地层上,基本背面印刷有微带馈线。通过将V型贴片的两边折叠成沿水平方向,可以降低天线剖面,并得到良好的辐射特性。实测结果表明,该天线-10dB的回波损耗带宽是28.5%,覆盖频率范围1.65-2.2GHz,天线平均增益约为8.6dBi。在天线单元基础上设计了两单元天线阵列,天线阵列带宽为34.1%,覆盖1.58-2.23GHz频段。平均增益为11.5dBi。3.提出了一种探针馈电双U型槽贴片微带天线及其天线阵列设计,天线的贴片上开有两个对称的U型槽,天线的馈电探针是由两个不同半径的金属圆柱组成,印刷在介质基板上的微带馈线通过金属圆柱探针给辐射贴片馈电。实测结果表明,单单元天线VSWR2的带宽是42.4%,覆盖1.71-2.63GHz频段,在工作带宽内最大增益是8.6dBi。在天线单元基础上设计了两单元天线阵列,天线阵列VSWR2带宽是25.6%,覆盖1.71-2.22GHz频段。最大增益可达14dBi,另外,天线阵列的高度只有0.1λ0(λ0是中心频率波长),在主瓣内天线交叉极化电平小于-20dB。
[Abstract]:With the rapid development of modern wireless communication, new base station antenna has become an important research direction in antenna engineering. Dielectric resonator antenna and microstrip antenna have low profile and light weight. In this paper, the new design of small high gain dielectric resonator antenna and low profile microstrip antenna is presented. 1. A small high gain dielectric resonator antenna is proposed. The gap between the dielectric resonator and the loaded metal patch is introduced in the microstrip-slot coupling feed structure so that when the resonant frequency of the two is close to each other. The impedance bandwidth can be effectively expanded. The measured -10dB echo loss bandwidth is 25.6 and covers the 1.7-2.2 GHz band. The maximum gain in the operating bandwidth is 6-8dBi. The cross-polarization level is less than -26dB. The overall size of the antenna is only 67 脳 67 脳 34 / mm / 3. 2. A wide band wide airfoil (folded V) patch antenna element and its antenna array are proposed. The antenna is composed of a folded V patch. A H-shaped coupling slot and a substrate are formed to open the H-shaped slot on the ground layer, and a microstrip feeder is printed on the back of the base. The antenna profile can be reduced by folding the two sides of the V-shaped patch along the horizontal direction. The measured results show that the echo loss bandwidth of the antenna is 28.5dB and covers the frequency range of 1.65-2.2GHz. The average gain of the antenna is about 8.6 dBi.The antenna array is designed based on the antenna element and the bandwidth of the antenna array is 34.1%. The average gain is 11.5dBi.3.A probe fed double-U slot microstrip antenna and its antenna array are proposed. There are two symmetrical U-shaped slots on the patch of the antenna. The feed probe of the antenna is composed of two metal cylinders with different radii. The microstrip feeder printed on the dielectric substrate is fed to the radiation patch through a metal cylindrical probe. The measured results show that the bandwidth of the single cell antenna VSWR2 is 42.4%. It covers 1.71-2.63GHz band and the maximum gain is 8.6dBi. based on the antenna elements, a two-element antenna array is designed. The antenna array VSWR2 bandwidth is 25.6GHz, covering the 1.71-2.22GHz band. The maximum gain can be up to 14dBi. in addition. The height of the antenna array is only 0.1 位 _ 0 (位 _ 0 is the center frequency wavelength), and the cross-polarization level of the antenna is less than -20 dB in the main lobe.
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TN820

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本文编号:1445284

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