一种典型的圆形单极子平面超宽带天线的研究

发布时间：2017-05-16 00:00

  本文关键词：一种典型的圆形单极子平面超宽带天线的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：2002年美国联邦通信委员会将3.1~10.6GHz之间的频段规划为超宽带通信频段。超宽带技术因其带宽宽、传输速率快、功耗低等优点,被广泛应用于无线通信领域,它是一种以极低的功率谱密度在短距离内高速传输信息的宽频带无线通信技术。为了实现超宽带天线与其它系统的兼容或集成,需要设计频带宽、成本低、结构简单的小型超宽带天线。与此同时,超宽带频段内还存在着若干窄带通信系统,如WiMAX、WLAN等频段,为了抑制它们对超宽带通信的干扰,要求设计拥有阻带功能的超宽带天线。基于以上要求,本文以典型的圆形单极子平面超宽带天线为研究对象,主要完成了以下几方面的工作:(1)分别对微带线馈电和共面波导馈电两种圆形单极子平面超宽带天线进行优化。确保天线各项性能满足要求的条件下,通过改变地面结构扩展天线的工作频带,同时优化天线的尺寸、结构,得到天线的最优化模型。仿真和测量结果表明,两种天线都满足超宽带天线对输入回波损耗S11的要求。(2)在优化后的天线的基础上,采用开缝隙和添加枝节等方法设计了四种具有阻带特性的超宽带天线,包括单阻带天线两种、双阻带天线和三阻带天线各一种。其中单阻带天线包括微带线馈电和共面波导馈电两种天线,其阻带都覆盖WiMAX频段;双阻带和三阻带天线都使用微带线馈电,双阻带天线覆盖WiMAX和WLAN频段,三阻带天线能同时抑制WiMAX、WLAN和卫星通信频段的干扰。仿真和测试结果表明四种天线都能够很好的抑制其他窄带通信系统对超宽带通信的干扰。(3)为了验证天线时域特性的优劣,对本文设计的所有天线进行传输特性的测量,包括传输函数的幅值、相位、群延时等指标。测量结果证明所有天线都具备较好的传输特性,都能够应用在时域脉冲信号的收发系统中。
【关键词】：平面超宽带天线 圆形单极子天线 阻带特性 传输特性
【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
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 研究背景8
• 1.2 超宽带通信技术概述8-10
• 1.2.1 超宽带通信的定义8-9
• 1.2.2 超宽带通信的特点9-10
• 1.3 超宽带天线技术概述10-11
• 1.3.1 超宽带天线的设计要求10
• 1.3.2 超宽带天线的发展历史和研究现状10-11
• 1.4 本文的结构安排11-13
• 第二章 超宽带天线的基本理论13-21
• 2.1 超宽带天线的基本参数13-16
• 2.1.1 电路参数13-15
• 2.1.2 辐射参数15-16
• 2.2 微带天线的基本理论16-18
• 2.2.1 微带天线的定义和特点17
• 2.2.2 微带天线的馈电方式17-18
• 2.2.3 微带天线实现阻带的常用方法18
• 2.3 超宽带天线的传输特性18-20
• 2.4 超宽带天线的分析方法20
• 2.5 本章小结20-21
• 第三章 圆形单极子平面超宽带天线的优化21-31
• 3.1 微带馈电圆形单极子超宽带天线的优化21-26
• 3.1.1 典型微带馈电圆形单极子UWB天线的仿真21-22
• 3.1.2 天线的地面结构改进22-25
• 3.1.3 微带馈电圆环形单极子天线25-26
• 3.2 共面波导馈电圆形单极子超宽带天线的优化26-30
• 3.2.1 典型CPW馈电圆形单极子UWB天线的仿真26-27
• 3.2.2 天线的地面结构改进27-28
• 3.2.3 CPW馈电U形单极子天线28-30
• 3.3 本章小结30-31
• 第四章 具有阻带特性的超宽带天线设计31-45
• 4.1 单阻带超宽带天线的设计31-36
• 4.1.1 微带馈电CSRR环单阻带天线31-34
• 4.1.2 CPW馈电对称C形槽单阻带天线34-36
• 4.2 双阻带天线的设计36-39
• 4.3 三阻带超宽带天线的设计39-44
• 4.4 本章小结44-45
• 第五章 天线的传输特性测量45-50
• 5.1 天线的传输测量模型45-46
• 5.2 天线的传输特性测量结果46-49
• 5.2.1 无阻带天线的测量结果46-47
• 5.2.2 阻带天线的测量结果47-49
• 5.3 本章小结49-50
• 第六章 总结及展望50-51
• 参考文献51-54
• 在学期间的研究成果54-55
• 致谢55

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本文编号：369147