小型化微带对数周期天线的研究

发布时间：2021-04-08 07:22

　　对数周期天线（LPDA）是定向板状天线的一种,它具有很宽的带宽,是一种高增益的天线。作为一种结构简单、性能优良、成本低廉的超宽带天线,该天线在宽频带内可获得几乎不变的阻抗、方向图以及增益,它已经广泛应用于短波、超短波和微波波段。然而,在一些尺寸受限的场合,LPDA的应用也受到了限制。因此,对数周期天线小型化的研究具有十分重要的现实意义和应用前景。由于微带对数周期天线（PLPDA）具有重量轻以及制作精度高等优点,而且PLPDA与LPDA在工作原理上具有相似性。因此,本文通过分析LPDA的工作原理以及结构,实现了从LPDA到PLPDA的理论过渡。首先,根据LPDA的参数计算以及调整,设计了一款工作在0.7～7GHz的微带对数周期天线。然后,通过对天线振子使用分形、顶端加载以及开槽的方法,设计了八款小型化对数周期天线。这八款天线在结构尺寸有很大改善的情况下,带宽比起小型化前的对数周期天线均有不同程度的增加,增益最低的一款天线的平均增益约为5dBi,均很好的实现了微带对数周期天线小型化的设计目标。论文采用HFSS15.0仿真软件对九款对数周期天线进行了仿真和设计,并对弓形小型化对数周期天线进行... 

【文章来源】：云南大学云南省 211工程院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１双层印刷ＬＰＤＡ?

印刷微带ＬＰＤＡ的设计方法，并设计了一款带宽为０．４？２ＧＨｚ的单层印刷平面对数??周期天线，其仿真和测试结果表明该新型对数周期天线具有良好的宽带特性。如??图１－２所示，与双层印刷ＬＰＤＡ不同的是，单层印刷ＬＰＤＡ是将振子对称印刷在??一块介质板的两面，其馈电点位于短振子端，通过一对平行的集合线对天线进行??馈电。相比于双层印刷ＬＰＤＡ，单层印刷ＬＰＤＡ的尺寸更小，制作更简单，制作??精度更高等优势吸引着更多的学者对其进行进一步研究。于是，继姚德淼等人之??后，陈红宇、柴舜连等学者对单层微带对数周期天线的设计方法加以补充和完??？?善。直至目前，微带ＬＰＤＡ的设计方法已经达到了十分的成熟地步。??ｊ?ｊ?Ｍ?ｒ?ｊ?［Ｉ??［／ｍｍ，－／??图１－１双层印刷ＬＰＤＡ?图１－２单层印刷ＬＰＤＡ??３??

（ａ）?（ｂ）??图１－３：?（ａ）三角分形ＬＰＤＡ；?（ｂ）矩形分形ＬＰＤＡ??２０１７年，国外学者Ｍｅｈｍｅｔ等人％设计并仿真了两款小尺寸的微带对数周期??天线，第一款小型化对数周期天线是通过对振子采用一阶半圆分形的方法，经过??小型化后，对数周期天线的尺寸减小了?１４％，而第二款小型化对数周期天线通过??对振子采用二阶半圆分形的方法来实现了?ＬＰＤＡ的小型化，相比于小型化前的对??数周期天线，该小型化ＬＰＤＡ的横向尺寸减小了?２３％，纵向尺寸减小了?８％；同年，??Ｌｅｉ?Ｃｈａｎｇ等人＿在采用正弦形振子臂的基础上，进一步在天线两侧加载两块梯形??介质板实现了天线的小型化，最终小型化后的对数周期天线的宽度减小了?４２０ｍｍ，??此外两块梯形介质板的加载也有效的改善了?ＬＰＤＡ的低频特性；在２０１８年


本文编号：3125119