NB-IoT天线的双频宽带技术研究与实现

发布时间：2020-03-20 05:14

【摘要】：窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)作为近几年物联网领域的新兴技术之一,其凭借着低功耗、广覆盖、低成本、大容量等优势,已经应用在多种垂直行业,呈现出指数式增长。NB-IoT天线作为NB-IoT系统通信的关键部件,其性能的好坏直接影响NB-IoT系统的通信质量与效率。NB-IoT系统具有双频通信的特点,并且覆盖的频段范围较宽,对NB-IoT天线提出了双频宽带工作要求。因此,对NB-IoT天线的双频宽带技术研究具有重要的实际应用价值。结合对NB-IoT天线的双频宽带技术研究,本文设计了一款双频NB-IoT天线和一款双频宽带NB-IoT天线,主要工作内容概括如下:1.研究了天线的基本性能参数含义和其计算公式、微带天线的相关理论基础,包括其定义、常见类型、馈电方式和辐射机理,这对天线设计提供了理论基础并做好了铺垫。2.研究了实现微带天线双频化的相关技术,并设计了一款单极子NB-IoT双频天线。设计的天线选型为单极子天线,具有双枝节结构,并在较长的枝节采用了弯折线技术,实现了良好的双频特性。测量的-6dB回波损耗带宽为760MHz~971MHz(211MHz)和1512MHz~2050MHz(538MHz),覆盖了NB-IoT系统的双频通信频段(825MHz~960MHz和1725MHz~1860MHz);同时,本天线具有良好的全向特性。本天线还具有结构简单,尺寸较小,便于制作等显著特点。3.研究了实现微带天线宽带化的相关技术,并设计了一款宽缝隙NB-IoT双频宽带天线。设计的天线选型为宽缝隙天线,采用宽矩形辐射体结构,起到了调谐的作用;并在矩形宽缝隙中加入矩形贴片,使其变为U形缝隙,改变了与馈电之间的耦合,最终实现了天线的双频和宽带特性。测量的-10dB回波损耗带宽为1.07GHz~2.55GHz和3.27GHz~6.44GHz,NB-IoT系统的基本的双频通信频段(825MHz~960MHz和1725MHz~1860MHz)的回波损耗值均在-7.5dB以下;并且,天线的带宽拓展了WLAN和蓝牙频段,实现了天线的双频特性。在回波损耗-10dB以下的双频段,天线的相对带宽分别为92.5%和61.9%,实现了天线的宽带特性。最后,本文对设计的NB-IoT双频宽带天线进行了通信功能验证。测试结果证明设计的NB-IoT双频宽带天线能够很好地应用于NB-IoT系统的通信频段,满足了NB-IoT系统的通信需求。
【图文】：

照片,参考文献,实物,天线

该天线的谐振频率为 2.45GHz 和 5.5GHz，具有良好的双频特性，但此天线的结构仍然复杂。图1.1 参考文献[4]中的天线实物照片图1.2 参考文献[5]中的天线结构图偶极子天线与单极子天线及缝隙天线实现多频的技术类似[3]。所以，下面将主要介绍实现单极子天线和缝隙天线实现多频的技术的研究现状。单极子天线实现

天线结构,参考文献,单极子天线,缝隙天线

的结构仍然复杂。图1.1 参考文献[4]中的天线实物照片图1.2 参考文献[5]中的天线结构图偶极子天线与单极子天线及缝隙天线实现多频的技术类似[3]。所以，，下面将主要介绍实现单极子天线和缝隙天线实现多频的技术的研究现状。单极子天线实现
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN929.5;TP391.44;TN820

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