频率可重构天线的研究
本文关键词：频率可重构天线的研究
【摘要】：在如今互联网、大数据时代,人们对语音以及视频通信的要求越来越高,无线通信系统的应用环境复杂多变,此时,就希望天线的频率特性或者辐射特性能够根据应用场景发生变化,以减少资源的浪费,所以,可重构天线应运而生。近年来,可重构天线成为天线研究领域的一个热点,得到广泛的研究和讨论,它通过加载射频电子器件或者使用机械方法来改变天线辐射体的结构,从而来实现天线工作模式的转换,使一个天线具有多个天线的功能。从功能上区分,可重构天线可以分为频率可重构、极化可重构、方向图可重构以及多种方式混合可重构等方式。目前,这一研究领域仍然面临诸多难题,比如如何设计偏置电路以减小电路对天线的影响,因此,可重构天线的研究具有很强的前沿性和探索性。本研究课题主要致力于频率可重构天线的研究,展开了如下研究工作:1、提出了一种双陷波可重构UWB天线,通过变容二极管以及偏置电路使得在传统陷波UWB天线中实现陷波的连续可调。2、除了陷波的连续可调外,还提出了一种高阶陷波离散可调UWB天线,两个不等臂长谐振器放置在微带馈线两旁,通过两个PIN管的开断,从而产生3GHz或5GHz附近的高阶陷波。3、在带宽可重构天线的设计中,实现了三种不同带宽模式的变化,阻抗带宽最窄为22%,最宽可达78%。把可重构技术引入多频宽带天线中去,提高了频率资源的利用率,让天线向着宽带化、集成化发展;4、提出了一种带宽可重构天线阵,基于带宽可重构的单元天线上,设计了一个二元天线阵,对称的加入PIN管,巧妙的设计偏置电路,实现带宽的可重构,相比单个天线,二元天线阵的增益更高。文中所有的天线都经过仿真、制作和实测,仿真与实测结果的回波损耗曲线和方向图吻合良好,从而有效验证了本文介绍的设计方法。
【关键词】：频率可重构 超宽带陷波天线 带宽 天线阵
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN822
【目录】：
- 摘要5-6
- Abstract6-11
- 第一章 绪论11-23
- 1.1 研究背景和意义11
- 1.2 可重构天线的国内外研究现状11-18
- 1.2.1 频率可重构天线12-15
- 1.2.2 极化可重构天线15-17
- 1.2.3 方向图可重构天线17-18
- 1.3 可重构技术的实现方法18-21
- 1.3.1 改变天线单元结构18-20
- 1.3.2 控制馈电网络20-21
- 1.4 论文各部分的内容安排21-23
- 第二章 研究可重构天线的理论基础23-32
- 2.1 引言23
- 2.2 微波开关元器件的基本理论23-29
- 2.2.1 PIN二极管24-27
- 2.2.2 变容二极管27-29
- 2.3 可重构偏置电路的设计理论29-31
- 2.4 本章小结31-32
- 第三章 陷波可重构超宽带天线32-53
- 3.1 引言32
- 3.2 陷波技术理论基础32-34
- 3.3 超宽带天线实现陷波的几种方法34-36
- 3.4 陷波可调的基本原理36-37
- 3.5 陷波连续可调超宽带天线37-46
- 3.5.1 天线的设计过程37-40
- 3.5.2 偏置电路设计40-41
- 3.5.3 天线的仿真与测试41-46
- 3.6 二阶陷波结构46-47
- 3.7 二阶陷波离散可调超宽带天线47-52
- 3.7.1 天线的设计过程47-50
- 3.7.2 偏置电路设计50-51
- 3.7.3 天线的仿真与测试51-52
- 3.8 本章小结52-53
- 第四章 带宽可重构天线53-63
- 4.1 引言53
- 4.2 实现多频化的几种常用技术53-54
- 4.3 带宽可重构天线设计54-62
- 4.3.1 天线的设计过程54-56
- 4.3.2 偏置电路设计56
- 4.3.3 地板对天线的影响分析56-58
- 4.3.4 天线的仿真与测试58-62
- 4.4 本章小结62-63
- 第五章 带宽可重构的二元阵列天线63-73
- 5.1 引言63
- 5.2 二元天线阵63-67
- 5.3 带宽可重构二元天线阵列设计过程67-72
- 5.3.1 单个天线阵元设计67
- 5.3.2 单分流馈电结构设计67-68
- 5.3.3 二元天线阵列设计68-69
- 5.3.4 偏置电路的设计69
- 5.3.5 天线的仿真与测试69-72
- 5.4 本章小结72-73
- 结论及展望73-75
- 参考文献75-80
- 攻读硕士学位期间取得的研究成果80-81
- 致谢81-82
- 附件82
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，本文编号：778264
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