双阻带超宽带天线和可穿戴天线的设计

发布时间：2017-04-18 13:23

  本文关键词：双阻带超宽带天线和可穿戴天线的设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：传统的超宽带天线已经不能满足现阶段超宽带通信技术的需求,比如在UWB频段内,还有一些已经存在的其他通信系统的频段(3.3-3.6GHz的WiMAX、5.15-5.825GHz的WLAN),这些频段与UWB频段相互重叠,因此本文设计了两个在WLAN和WiMAX频段具有阻带特性的超宽带天线。由于提出的双阻带天线一旦制作成型后,就只能作为双阻带的天线,所以又提出了一种能根据要求工作在多种模式下的可重构天线。主要创新成果如下:首先提出了两种小型化的双阻带超宽带天线,根据天线的输入阻抗,得到双阻带特性的等效电路。其次利用两个相同的天线面对面放置和边对边放置,测量了传输函数,传输函数在需要的频段内幅值平坦,群时延在需要的频段也是一个常数。对于可重构的超宽带天线,通过控制在天线上设计的开关的开启和闭合状态,实现了一款天线,四种用途。人们生活质量的提高促使以人体为中心的无线网络技术被广泛应用,可穿戴天线是这个技术中的一部分。所谓可穿戴天线,就是利用与人体衣服接近的材料做成的天线,并且可以穿在身上。关于它的研究有两个难点,第一:由于可穿戴天线工作时距离人体比较近,有的甚至粘贴在人的衣物中,所以如何增加人体的舒适度是设计天线考虑的一个因素。第二:由于近体,所以人体每天不规则的活动,会使天线结构发生变形,因此天线结构的变形是否会对天线频率特性具有较大的影响,是设计过程中需要考虑的第二个因素。为了解决以上问题,本文提出了一种工作频率在2.45GHz的可穿戴天线。主要创新成果如下:为了增加穿戴的舒适度,天线的辐射单元采用了柔软的尼龙导电织物,介质基板采用了薄毛毡,为了研究人体不可预知的活动对可穿戴天线稳定性的影响,在实测的过程中,将天线放置在胳膊上,测试了人体对其性能的影响,并将天线不断的弯折,得到其对弯折程度的容忍能力。天线的辐射单元和地面也利用了铜皮,和导电织物进行了比较,得到导电织物频带范围更宽,铜皮电压驻波比更小的结论。
【关键词】：超宽带天线 双阻带特性 可穿戴天线 可重构天线 体域网
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN822.8
【目录】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 超宽带天线综述9-12
• 1.1.1 超宽带天线的研究背景及意义9
• 1.1.2 超宽带天线的研究现状9-12
• 1.2 可穿戴天线综述12-17
• 1.2.1 可穿戴天线的研究背景及研究现状12-14
• 1.2.2 可穿戴天线的特殊性14-17
• 1.3 本文主要工作及内容安排17-19
• 第二章 超宽带天线和可穿戴天线的基本理论19-27
• 2.1 前言19
• 2.2 天线的基本参数19-20
• 2.2.1 天线的方向性19-20
• 2.2.2 天线效率20
• 2.2.3 天线增益20
• 2.2.4 辐射功率和辐射强度20
• 2.3 超宽带单极子天线20-23
• 2.3.1 超宽带天线的定义20-21
• 2.3.2 超宽带通信系统对天线的要求21
• 2.3.3 超宽带单极子天线的分类21-22
• 2.3.4 微带天线的辐射机理22-23
• 2.4 可穿戴天线的结构类型23-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第三章 双阻带超宽带天线的设计27-54
• 3.1 前言27
• 3.2 U形单极子双阻带超宽带天线的设计27-37
• 3.2.1 天线结构28-30
• 3.2.2 性能分析30-37
• 3.3 半椭圆形双阻带超宽带天线的设计37-44
• 3.3.1 天线结构38-40
• 3.3.2 性能分析40-44
• 3.4 阻带可重构的U形单极子双阻带超宽带天线的设计44-53
• 3.4.1 天线结构44-46
• 3.4.2 性能分析46-53
• 3.5 本章小结53-54
• 第四章 可穿戴天线的设计54-66
• 4.1 前言54
• 4.2 可穿戴平面倒F型并馈天线的设计54-60
• 4.2.1 天线结构与设计原理54-57
• 4.2.2 性能分析57-60
• 4.3 可穿戴E形并馈天线的设计60-61
• 4.3.1 天线结构60-61
• 4.3.2 性能分析61
• 4.4 三种可穿戴并馈倒F型天线的性能总结61-63
• 4.5 天线的实际应用63-64
• 4.6 本章小结64-66
• 第五章 总结与展望66-68
• 5.1 研究总结66
• 5.2 研究展望66-68
• 参考文献68-72
• 在学期间研究成果72-73
• 致谢73

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