频率与极化可重构微带天线研究

发布时间：2017-04-10 22:46

  本文关键词：频率与极化可重构微带天线研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着科技的迅猛发展,不同频段的无线业务工作在同一平台已是无线通信系统发展的必然趋势,使天线拥有可重构能力成为当前的研究热点之一。通常,可重构天线通过改变自身结构或电尺寸的大小,从而改变天线的电流分布,实现谐振频率、极化方式和辐射方向等参数的可重构,将传统的多天线才能实现的功能通过单个天线实现。自从可重构天线被提出以来,其理论分析与设计方法虽已取得了较大进展,但始终没有形成系统化的分析理论,具体的设计方法与工程应用仍有较大的探索空间。本文对频率可重构天线和极化可重构天线进行了深入研究,对相关设计理论进行了总结,并将其应用于可重构天线的设计,分析和设计了基于材料,以及外场调制方法的可重构天线。本论文的主要内容包括:1.对频率可重构天线进行了系统研究,基于微带天线的传输线模型分析理论,设计了基于改变介质高度方法实现的频率可重构天线,以及基于材料特性,通过外场调制改变介质磁导率实现的频率可重构天线。通过理论分析与实物测试研究两种调谐方式存在的不足,明确了基于外场调制方式的可重构天线在该类应用中的优势。在频率可重构天线研究中首次引入偏氟乙烯与三氟乙烯的聚合物[P(VDF-TrFE)]薄膜,通过对天线模型的仿真与完善,并加工测试,实现了3.72GHz-4.025GHz的频率调制,达到7.57%的可调谐频率带宽。2.对基于外场调制的可重构天线进行深入研究,设计了一款极化可重构天线。该天线使用威尔金森功分器将馈源分流给辐射单元馈电,并在两个枝节上添加不同长度的相位延迟线,延迟线制作在接地板下方的钛酸锶钡(BST)铁电薄膜上。通过在薄膜上施加直流偏置电压改变其相对介电常数,实现两条延迟线上相位差的改变,进而实现天线的极化方式在线极化、左旋圆极化、右旋圆极化之间切换。此款天线的各项仿真结果均满足设计要求。
【关键词】：频率可重构天线 P(VDF-TrFE)薄膜 极化可重构天线 BST薄膜
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN822
【目录】：

• 摘要3-4
• abstract4-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 研究背景9
• 1.2 研究意义9-10
• 1.3 研究现状10-13
• 1.3.1 频率可重构天线研究现状11-12
• 1.3.2 极化可重构天线研究现状12-13
• 1.4 论文的主要内容及结构安排13-17
• 第2章 微带天线的理论研究17-27
• 2.1 天线的基本参数17-19
• 2.1.1 回波损耗与11S17-18
• 2.1.2 频带宽度18
• 2.1.3 增益18-19
• 2.1.4 方向图19
• 2.1.5 效率19
• 2.2 微带天线理论分析19-24
• 2.2.1 传输线模型分析法20-23
• 2.2.2 保角变换法23-24
• 2.3 微带天线结构分析24-26
• 2.3.1 微带贴片天线25
• 2.3.2 微带振子天线25
• 2.3.3 微带缝隙天线25-26
• 2.3.4 微带行波天线26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 频率可重构微带天线设计27-33
• 3.1 改变介质层高度27-30
• 3.1.1 仿真验证27-29
• 3.1.2 实物制作29-30
• 3.1.3 测试及结果分析30
• 3.2 改变介质材料磁导率30-32
• 3.2.1 实物测试30-31
• 3.2.2 测试结果分析31-32
• 3.3 本章小结32-33
• 第4章 基于P(VDF-Tr FE)薄膜的频率可重构微带天线设计33-55
• 4.1 设计思路33-34
• 4.2 P(VDF- Tr FE)薄膜34-36
• 4.3 可调直流电压源36-37
• 4.4 加载薄膜的频率可重构天线的建模与仿真实现37-47
• 4.4.1 微带贴片天线的理论计算37-39
• 4.4.2 微带贴片天线的建模与仿真39-40
• 4.4.3 加载薄膜的贴片天线的建模与仿真40-47
• 4.5 仿真结果分析47-48
• 4.6 实物加工及测试结果分析48-53
• 4.6.1 天线加工48
• 4.6.2 端口性能测试及结果分析48-51
• 4.6.3 远场性能测试及结果分析51-53
• 4.7 本章小结53-55
• 第5章 基于BST铁电薄膜的极化可重构天线设计55-63
• 5.1 天线的极化55-56
• 5.2 天线设计原理56-57
• 5.3 天线模型57-58
• 5.4 天线仿真58-61
• 5.5 本章小结61-63
• 第6章 总结与展望63-65
• 6.1 主要工作与创新点63
• 6.2 展望63-65
• 参考文献65-71
• 致谢71-73
• 攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 胡越;杨雪霞;卢忠亮;郑国莘;;一种新型极化可重构微带天线[J];微波学报;2014年03期

2 李霖;杨俊秀;李进;;极化可重构的差分微带天线设计[J];电子元件与材料;2014年06期

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4 赵凯南;郑剑锋;孙佳文;陈文华;冯正和;;带有倒L寄生单元的低剖面方向图可重构天线[J];清华大学学报(自然科学版);2011年02期

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  本文关键词：频率与极化可重构微带天线研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：297722