应用于无线通信的方向图可重构天线的研究

发布时间：2017-08-19 10:19

  本文关键词：应用于无线通信的方向图可重构天线的研究

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【摘要】：随着无线通信的快速发展,人们对高速率、大容量通信系统有更迫切的需求,但是日益紧缺的频谱资源制约了通信容量和通信速率的提升。目前广泛应用的双极化天线能够通过极化分集和复用来有效提高通信容量,并降低多径效应对信号的影响;方向图可重构天线可以改变波束指向,能有效降低噪声干扰和增加信号覆盖范围。结合这两种天线的优势,提出的双极化方向图可重构天线可以很大程度上降低噪声干扰,改善通信质量。本文主要就是从这个目的出发,设计了两种±45°双极化方向图可重构天线。本文的主要内容如下:第一章主要介绍了双极化天线、方向图可重构天线和多参数可重构天线的研究现状,说明双极化方向图可重构天线研究的目的。第二章介绍了天线设计过程所应用的一些基本理论知识,包括微带天线理论,八木天线理论。第三章介绍了一种±45°双极化方向图可重构偶极子天线的设计与改进。天线由两个相互正交的偶极子组成,并带有寄生单元,在寄生单元上安装开关,可以同时实现±45°双极化和方向图的偏转。该天线为全平面结构,具有结构简单,成本低,易于加工的优点。天线的两种极化方式都能实现四种辐射方向图模式,其中两种模式的方向图的最大增益偏转角度能达到±27°,增益大于9 dBi。第四章设计了一种变容二极管加载的双极化方向图可重构微带贴片天线。天线由激励贴片和寄生贴片组成,在寄生贴片上刻蚀环形槽并加载四个变容二极管。通过改变变容二极管的电容值使寄生贴片作为引向器或者反射器,从而实现四种不同的辐射方向图模式。天线两个端口的四种模式的方向图有很好的一致性。为增大波束的偏转角度,在不增加天线尺寸的情况下,在激励单元两边并列加载两个寄生单元,使波束最大增益方向指向±40°,从而增大了天线波束的覆盖范围。对天线进行了加工测试,测试结果与仿真结果基本吻合,验证了天线设计的正确性。为改进设计,对仿真和测试结果存在的差异进行了分析。第五章对本文工作进行了总结并提出了工作的不足以及后续工作改进的方向。
【关键词】：方向图可重构天线 偶极子天线 双极化天线 微带贴片天线 变容二极管
【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10-21
• 1.1 研究背景及意义10
• 1.2 双极化天线的研究现状10-12
• 1.3 方向图可重构天线的研究现状12-15
• 1.4 双极化方向图可重构天线的研究15-17
• 1.5 多参数可重构天线的研究17-18
• 1.6 本文的研究内容与结构安排18-21
• 第二章 天线基础理论21-28
• 2.1 微带天线理论21-25
• 2.1.1 微带天线的特点及应用21-22
• 2.1.2 微带天线的辐射原理22-24
• 2.1.3 微带天线的馈电方法24
• 2.1.4 微带天线的宽带技术24-25
• 2.2 八木天线理论25-28
• 2.2.1 八木天线原理26-27
• 2.2.2 类八木天线简介27-28
• 第三章 ±45°双极化方向图可重构偶极子天线28-46
• 3.1 V型寄生单元的双极化方向图可重构偶极子天线28-34
• 3.1.1 天线设计原理与结构28-29
• 3.1.2 天线仿真结果与分析29-34
• 3.2 改进的±45°双极化方向图可重构偶极子天线34-45
• 3.2.1 天线设计原理与结构34-35
• 3.2.2 天线设计结果与分析35-45
• 3.3 本章小结45-46
• 第四章 双极化方向图可重构微带贴片天线设计46-68
• 4.1 单寄生单元的双极化方向图可重构贴片天线46-53
• 4.1.1 天线设计原理与结构46-47
• 4.1.2 天线仿真结果与分析47-53
• 4.2 双寄生单元的双极化方向图可重构贴片天线结构53-67
• 4.2.1 天线结构设计53-56
• 4.2.2 天线仿真结果与分析56-63
• 4.2.3 测试结果与分析63-67
• 4.3 本章小结67-68
• 第五章 总结与展望68-70
• 5.1 全文工作总结68
• 5.2 后续工作展望68-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-76
• 攻读硕士期间的研究成果76-77

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本文编号：700161