宽带圆极化天线和滤波天线的研究

发布时间：2020-04-17 02:03

【摘要】：作为无线通信系统重要射频前端器件的天线,其性能影响整个通信质量。提高天线的性能已经成为必然研究方向。其中圆极化天线具有抗极化失配,抗法拉第旋转效应等优点;且圆极化天线可以接收任意方向的线极化波,和圆极化波能被任意极化形式的线极化天线接收。其因为这些优于线极化天线的优点而被广泛研究。双圆极化天线能在同一频段范围内既辐射左旋圆极化波又辐射右旋圆极化波,一副天线可以实现两幅天线的功能,提高频谱资源利用率,缓解了频谱资源匮乏的问题。为了实现器件的小型化,滤波天线被提出。其集滤波和辐射性能于一体,可以减少滤波器的使用数量。对天线而言,带宽越宽,其通信容量越大,窄带天线已经无法满足现代通信的要求。所以宽带天线具有极大的研究价值。本文基于宽带技术设计了几款圆极化天线和滤波天线,工作如下:1、提出了一款工作于2.04GHz-3.59GHz(55.06%)频段的宽带圆极化槽缝天线。该槽天线由一个方形槽和Z形辐射贴片组成,采用微带馈电的方式进行馈电。通过合理地调整Z形辐射贴片的尺寸和其与方形槽的相对位置可以获得较宽的带宽。基于该圆极化槽天线,又设计了一款双频三极化槽缝天线。2、提出了一款可工作于1.65GHz-3.88GHz(80.65%)频段的宽带双圆极化槽缝天线。该天线由一个方形槽和切角的方形辐射贴片组成。该天线采用共面波导(CPW)馈电,有两个馈电端口,当其中一个端口馈电,另一个端口接50?的阻抗匹配负载,天线辐射左旋或右旋圆极化波中的一种。这两种极化方式的圆极化波工作于同一频段。通过一些技术手段,获得了较好的端口隔离度。3、提出了两款宽带圆极化偶极子天线。其中一款天线采用八木-宇田天线中加引向器的方式提高了天线的增益。另一款天线通过对辐射体开槽和倒角的方法获得宽带圆极化性能。这两款天线都是采用单端口同轴馈电的方式,分别获得了51.57%(1.77GHz-3.0GHz)和68.13%(3.3GHz-6.71GHz)的可工作圆极化带宽。基于上述两款宽带圆极化偶极子天线,还提出了两款宽带陷波圆极化天线。4、提出了一款宽带滤波天线。该滤波天线主要由开有哑铃状缝隙的地板和微带馈电结构组成。在微带馈线两边加载一对SIR支节和在哑铃状缝隙内加载一对寄生贴片,既拓宽了天线的带宽,同时又提高了天线的增益矩形度,实现了良好的滤波性能。
【图文】：

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第一章绪论 CPW 馈电的槽缝天线[7]。图 1-1 为形介质基板的上表面。该介质基板计中要同时考虑拓宽轴比带宽和阻抗宽天线的轴比带宽，该方法在文献成闪电形状，可以进一步拓宽天线边突出部分支节（lt），以调节阻抗匹

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图 1-1 CPW 馈电的宽带圆极化槽缝天线微带馈电的圆极化槽缝天线[9-13]提出的天线都是采用微带馈电的方式。图 1-2 a）所示天线为文结构简单的圆极化槽缝天线。其地板上蚀刻的槽缝呈矩形，，使得地板。通过在槽缝内的右侧延伸出一段接地的微带支节，并将微带馈线移宽的轴比带宽和阻抗带宽。图 1-2 b）所示为该天线表面电流分布，时间的延长绕顺时针方向旋转，即该天线为左旋圆极化天线。该天线-10dB 阻抗和 3-dB 轴比重合带宽。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN822;TN821.1

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