平面窄缝隙超宽带天线的设计

发布时间：2017-08-20 23:02

  本文关键词：平面窄缝隙超宽带天线的设计

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【摘要】：天线是空间电磁波与导行电磁波之间的转换器,是空间电波和电路系统之间的一座桥梁,在无线通信系统之中位于电路最前端。随着如今无线通信技术的飞速发展,天线的重要性日趋提高,其性能的好坏对于整个通信系统至关重要。在天线家族中,平面缝隙天线以其体型小、频带宽和加工成本低等优点占有重要的地位。在本文中,作者设计了三款新型的平面窄缝隙超宽带天线,工作主要集中在天线尺寸的小型化技术以及天线的输入阻抗调节技术。论文内容安排如下:首先,基于对已有的天线等效电路模型的研究成果,利用天线辐射缝隙以及天线耦合馈电结构共同形成的多谐振模式,实现了对天线阻抗带宽的拓宽,设计并实现了一种基于多模谐振原理的平面窄缝隙超宽带天线(参考阻抗为140Ω)。实验结果显示,其阻抗带宽达到了3.8-20GHz(相对带宽为140%);其次,利用史密斯圆图工具对天线馈电处的输入阻抗进行了研究,设计并实现了一种参考阻抗为50Ω的平面窄缝隙超宽带天线。该天线结构简洁,在测试时无需引入额外的阻抗匹配网络。仿真结果表明,该天线的相对带宽达到了96.2%;最后,根据天线耦合馈电处输入阻抗的变化规律,设计并实现了一种小型化窄缝隙超宽带天线。在阻抗带宽保持基本不变(85.7%)的前提下,该天线辐射缝隙的宽度能够缩小到原有宽度的三分之一以内,实现了尺寸缩减的目的。
【关键词】：缝隙天线 平面天线 多谐振模式 超宽带
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN822.8
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 第一章 绪论7-17
• 1.1 研究背景和意义7
• 1.2 国内外发展现状7-14
• 1.2.1 超宽带天线定义7-8
• 1.2.2 缝隙天线定义8-11
• 1.2.3 宽带缝隙天线的研究现状11-14
• 1.3 论文主要工作14-15
• 1.4 论文主要内容安排15-17
• 第二章 天线理论基本介绍17-31
• 2.1 引言17
• 2.2 天线基本参数17-26
• 2.2.1 特征阻抗、输入阻抗和负载阻抗17-18
• 2.2.2 反射系数和驻波比18-20
• 2.2.3 阻抗匹配20-22
• 2.2.4 天线带宽22
• 2.2.5 方向图与波束宽度22-24
• 2.2.6 天线的前后比24-25
• 2.2.7 极化方向和轴比25
• 2.2.8 增益与效率25-26
• 2.3 天线分析方法26-29
• 2.3.1 解析法27
• 2.3.2 数值分析法27-28
• 2.3.3 软件分析法28-29
• 2.4 本章小结29-31
• 第三章 超宽带窄缝隙天线设计31-50
• 3.1 多谐振模辐射以及耦合馈电结构31-38
• 3.2 超宽带窄缝隙天线的设计38-43
• 3.3 阻抗匹配网络设计43-46
• 3.4 等效电路模型分析46-47
• 3.5 加工与测试47-49
• 3.6 本章小结49-50
• 第四章 超宽带窄缝隙天线的改进50-65
• 4.1 馈电点的阻抗调节50-54
• 4.2 设计实例：一种免匹配超宽带窄缝隙天线设计54-58
• 4.3 缝隙天线的小型化技术58-60
• 4.4 设计实例：一种细缝隙超宽带天线设计60-64
• 4.5 本章小结64-65
• 第五章 总结和展望65-67
• 5.1 全文工作小结65-66
• 5.2 未来研究工作展望66
• 5.3 全文结束语66-67
• 参考文献67-70
• 致谢70

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本文编号：709366