多频可重构天线的研究与设计

发布时间：2017-06-14 02:14

  本文关键词：多频可重构天线的研究与设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：可重构天线在天线研究中不仅具有很强的探索性,而且也是未来天线发展的趋势。与传统天线不同,可重构天线可通过加载电子元件及其他改变天线结构的手段使得天线在谐振和辐射性能上有所拓展,从而实现多种功能的叠加。这种具有多种不同功能的天线,可以减少无线通信平台所搭载的天线数量,简化其复杂的电磁辐射环境,在当代无线通讯高速率、大容量的要求下,有着广阔的应用前景。本文围绕多频可重构天线,主要研究内容和工作成果如下:首先,阐述了现代无线通信的现状以及可重构天线的研究与发展的重要意义。介绍了可重构天线的分类,以及各种类型的可重构天线实现的常用方法。介绍了天线辐射的基本理论,衡量天线电气性能指标的基本参数,以及常用的电磁仿真软件和电磁数值方法有限元法。其次,仿真分析了可重构天线设计过程中需要考虑到的二极管等效模型及直流偏置引线对天线性能影响等问题;设计并制作了一款与传统单频带跳变不同的可在多频带调节的频率可重构天线,可调节的频带为中心频率为2.4GHz的单频带、中心频率为2.4GHz和3.5GHz的双频带以及中心频率为2.4GHz、3.5GHz和5.8GHz的三频带。利用介质基板上下表面,通过基板内嵌的PIN二极管切换,精简二极管数量,简化直流偏置网络。最后,设计并制作了一款双频切换频率与方向图混合可重构天线,利用相同结构不同方位的辐射单元,整合在同一个天线中重构其方向图性能,在此基础上,对其辐射单元结构加载PIN二极管,使其具有频率调节的功能,可在中心频率为3.5GHz、中心频率为5.8GHz的单频带以及中心频率为3.5GHz和5.8GHz的双频带切换,并且在3.5GHz频率下,方向图可重构;设计并制作了一款具有高度对称结构的混合可重构天线,其辐射单元以60围绕同轴馈电点排列,采用对称结构的天线在方向图重构特性上表现突出,可在单频2.6GHz下有3个不同朝向的方向图。在此基础上,根据其方向图相似的现象,对其进行缩减,在尺寸减小的同时,PIN二极管的数量减少,其直流偏置网络的复杂度也得以降低。并且减半之后的天线,在保持其单频2.6GHz具有2个方向图的同时,产生新的频率。
【关键词】：可重构天线 频率和方向图混合可重构天线 PIN二极管
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN820
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 可重构天线的研究背景和意义10-11
• 1.2 国内外的发展现状11-16
• 1.2.1 频率可重构天线11-12
• 1.2.2 方向图可重构天线12-13
• 1.2.3 频率和方向图可重构天线13-15
• 1.2.4 极化可重构天线15
• 1.2.5 其他混合可重构天线15-16
• 1.3 本文的主要研究内容16-18
• 第二章 天线相关基本理论18-29
• 2.1 天线辐射的基本理论18-22
• 2.1.1 元天线19-20
• 2.1.2 远场辐射20-22
• 2.2 天线的基本参数22-26
• 2.2.1 输入阻抗22-23
• 2.2.2 方向图和增益23-24
• 2.2.3 方向性系数24
• 2.2.4 天线的极化24-25
• 2.2.5 天线频带宽度25-26
• 2.3 仿真软件及有限元法26-28
• 2.3.1 有限元法的基本原理27-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 多频带频率可重构天线的设计29-49
• 3.1 PIN二极管的基本特性29-33
• 3.1.1 PIN二极管的概述29-31
• 3.1.2 PIN二极管的等效模型31-33
• 3.2 直流偏置电路设计33-36
• 3.3 多频带频率可重构天线的设计36-48
• 3.3.1 天线结构设计36-42
• 3.3.2 参数分析42-44
• 3.3.3 测试结果和分析44-48
• 3.4 本章小结48-49
• 第四章 混合可重构天线的设计49-70
• 4.1 双频切换混合可重构天线49-58
• 4.1.1 天线结构设计49-52
• 4.1.2 参数分析52-54
• 4.1.3 仿真及测试结果分析54-58
• 4.2 F背靠背半圆结构混合可重构天线58-69
• 4.2.1 F背靠背圆形天线结构设计58-60
• 4.2.2 参数分析60-63
• 4.2.3 仿真结果分析63-66
• 4.2.4 F背靠背半圆天线结构66-69
• 4.3 本章小结69-70
• 第五章 结论与展望70-72
• 5.1 本文主要工作及创新点总结70-71
• 5.2 未来展望71-72
• 致谢72-73
• 参考文献73-77
• 攻硕期间取得的研究成果77-78

【参考文献】

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本文编号：448235