多辐射体电场测量传感天线设计

发布时间：2020-05-05 20:40

【摘要】：移动通信系统的发展和民用雷达发射台的建设,带来的电磁辐射和电磁干扰问题日益严重。移动通信基站、WiFi和雷达的电磁辐射信号的监测是移动通信系统和雷达正常工作的重要保证,也是保障电磁环境安全的必要手段。需要有简单、准确的测量方法和仪器进行电磁辐射测量以判定所检测区域是否满足相关标准。本文研究了监测设备核心部件——电场测量传感天线。设计了分别达到测量移动通信系统和雷达的电磁辐射和电磁干扰的专用性、多频段和宽频段、灵敏度、各向同性和便携性要求的电场测量传感天线。本文主要工作有:(1)利用对称振子的全向性特点,设计了两个由三个对称振子形成阵列结构的多频段全向性较好的2G、3G、4G移动通信频段电场测量传感天线,采用了制作为介质埋藏天线的多层PCB技术以及折叠枝节加载技术,有效的减小了电场测量传感天线的大小,尺寸分别为72.0 mm?48.0 mm?6.0 mm和56.0 mm?50.0 mm?5.6 mm,回波损耗小于-6 dB的频段分别是0.85 GHz-0.95 GHz、1.67 GHz-2.74 GHz和0.86GHz-0.96 GHz、1.70 GHz-3.50 GHz,全向性较好;(2)设计了双对称振子阵列结构的多频段WiFi电场测量传感天线,改变振子为三角形结构缩小了天线带宽,尺寸为35.0 mm?35.0 mm?1.6 mm,回波损耗小于-10dB的频段为2.39 GHz-2.50 GHz、5.13 GHz-5.81 GHz,全向性较好;(3)设计了双对称振子阵列结构的宽频带S波段和C波段雷达电场测量传感天线,经过仿真优化雷达电场测量传感天线能分别覆盖S波段、C波段,尺寸分别为50.0 mm?36.0 mm?1.6 mm和30.0 mm?24.0 mm?1.0 mm,回波损耗小于-10 dB的频段分别为2.21 GHz-4.05 GHz和3.90 GHz-7.90 GHz,全向性较好;(4)将以上电场测量传感天线做出实物,并测试回波损耗和方向图,结果证明这些电场测量传感天线能达到测量移动通信和雷达的专用性、多频段或宽频段、灵敏度、便携性要求,基本上满足各向同性要求。利用标准天线法(SAM)测量了移动通信频段电场测量传感天线的2G频段的天线系数和线性度。由于实验室条件的限制,未测量所有天线的天线系数。本文设计的电场测量传感天线配合便携式频谱仪使用,可测量移动通信系统和S波段、C波段雷达的电磁辐射和电磁干扰。
【图文】：

西安电子科技大学硕士学位论文18图3.3 基本移动通信频段电场测量传感天线俯视图0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5-35-30-25-20-15-10-502.26GHz1.82GHz0.88GHz2.64GHz1.70GHz0.96GHzS11[dB]Freq [GHz]0.82GHz图3.4 基本移动通信频段电场测量传感天线回波损耗图 3.4 为基本天线的回波损耗曲线。经过仿真可得，当1l =20.0 mm，2l =65.0 mm，3l =26.0 mm，1d =12.0 mm，2d =19.0 mm，0w 为 4.0 mm，1w 、2w 、3w 均为 1.0 mm

分别为 0.88 GHz、1.82 GHz 和 2.26 GHz。（a）Theta=90° （b）Phi=90° （c）Phi=0°图3.5 基本移动通信频段电场测量传感天线平面方向图
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O441;TN820;TN929.5

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