高增益多重极化可重构天线研究

发布时间：2021-01-07 19:11

　　可重构天线技术作为现代通信天线的关键技术,受到了广泛关注。极化可重构天线能有效降低由极化失配引起的信号损耗,抵抗多径效应,提高系统容量。卫星通信和无线WLAN接入通常需要高增益天线,因此研究高增益多重极化可重构天线具重要的理论意义和应用价值。本文利用短背腔天线的高增益特性,系统研究了基于短背腔天线的多重极化可重构天线,具体内容如下:1.提出了一种高增益水平/垂直线极化可重构天线。该天线基于短背腔天线结构实现高增益,其结构由圆形主反射板、方形副反射板、金属边环和可重构馈源,以及馈电柱和短路柱组成。其中馈源为两条正交的短H型缝隙,每条缝隙上各放置2个二极管,当两个二极管导通时,缝隙被短路,反之缝隙辐射线极化波。由此通过动态改变二极管的开/关状态实现天线极化在水平和垂直极化之间的切换。天线由馈电柱和短路柱进行激励并阻抗匹配。测试结果表明该天线实现了水平和垂直两种极化的可重构;两种极化下,|S11|≤-10d B带宽达到23.3%,覆盖2.87-3.64GHz频段,增益高达11d Bi。2.设计了一种高增益左旋/右旋圆极化可重构天线。该天线为短背射腔天线结构,由圆形主反射板、副反射板、金属边环... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

馈电结构图

4图 1-4 天线增益图[38]于圆极化可重构天线的研究被任意极化形式的天线接收，圆极化天线也能接收制恶劣天气或复杂环境下反射杂波的干扰，因此圆雷达系统、卫星和导航系统以及遥控遥测系统中，圆极化可重构天线也引起了众多研究者的关注。圆度相等且相位相差 90°的线极化波在远场合成的。种思路来实现。第一种是设计两条不同长度的馈电不同长度的馈电网络后，产生 90°的相位差，使得位相差 90°等[17-18, 39]；第二种是在辐射体上加载二

华南理工大学工程硕士学位论文文献[18]同样采用了第一种方法实现，其天线结构如图 1-7 所示，该天线由一个方形贴片天线和一个可重构的馈电网络构成，其中馈电网络包括了三个 L 型馈电探针和一个加载了 8 个二极管的威尔金森功分器。通过合理选择探针馈电，可以使得方形贴片天线产生圆极化波。其中 90°的电流相位差由电流经过不同路径的馈电网络产生，如图 1-7（b）所示，当给 DC#1 供+3V 直流电压，DC#2 供 0V 电压，红色二极管均导通，蓝色二极管均断开，因此流过探针 P#1 和探针 P#2 的电流幅度相等且相位顺时针滞后 90°，产生左旋圆极化波；当给 DC#1 共 0V 电压，DC#2 共+3V 电压时，红色二极管均断开，蓝色二极管均导通，因此流过探针 P#2 和 P#3 的电流幅度相等且相位逆时针滞后 90°，产生右旋圆极化波。该天线具有 31.6%的阻抗带宽，轴比带宽达到了 20.8%，但增益仅稳定在 6dBic。

【参考文献】：
期刊论文
[1]高增益天线在高铁4G覆盖中的应用分析[J]. 张宏亮,周健,张磊,刘小伟.  通讯世界. 2017(04)
[2]漫谈地震勘探中使用的高增益天线[J]. 万连顺,马建刚,杨玉兰,于银花,董虹,于永宏.  石油仪器. 2014(06)
[3]可重构天线的研究现状与发展趋势[J]. 王安国,张佳杰,王鹏,侯永宏.  电波科学学报. 2008(05)
[4]高增益天线和大功率电台在新疆陆梁油田自动化采油系统中的应用[J]. 井恩江,蒲微.  石油工业计算机应用. 2006(04)
[5]可重构天线的研究进展[J]. 杨雪松,王秉中.  系统工程与电子技术. 2003(04)
[6]短背射天线的研究[J]. 林昌禄,宋锡明.  电子学通讯. 1982(06)
[7]短背射天线分析[J]. 宋锡明,林昌禄.  成都电讯工程学院学报. 1981(01)

博士论文
[1]极化可重构全向天线研究[D]. 范艺.华南理工大学 2016
[2]微带可重构天线研究[D]. 杨雪松.电子科技大学 2006



本文编号：2963088