新型共面波导馈电的超宽带陷波天线的设计

发布时间：2017-09-09 09:50

  本文关键词：新型共面波导馈电的超宽带陷波天线的设计

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【摘要】：由于美国联邦通信委员会在2002年把无线通信频谱重新划分,无线频谱中的超宽带频段能够应用于民间通信。超宽带技术得到飞速的发展。超宽带技术拥有着高通信速率、低误码率和低成本等一些窄带系统无法比拟的特性。因此对于目前的无线通信系统领域来说,对超宽带技术的研究和探索有着非常特殊的实际意义。然而,高性能和实用化的超宽带天线的研究也是目前的热点和难点问题。在超宽带的工作频带内已存在的窄带通信系统,如无线局域网(WLAN:2.4~2.483GHz;5.15~5.35GHz;5.725~5.825GHz)和802.16无线城域网(WiMAX:2.5~2.69GHz;3.4~3.69GHz;5.25~5.850GHz)等。他们都会对目前UWB通信系统造成致潜在的影响。所以,多陷波超宽带天线的研究具有实际意义。它可以实现超宽带天线与现有的很多窄频带通信设备之间协同通信的。本论文首先针对超宽带天线的相关定义、发展历程以及目前国内外研究现状作了简要分析和介绍,让我们对整个超宽带技术的历程有一定的了解。这有利于后面我们对超宽带天线的研究。然后再对超宽带的一些基本参数和有关天线的分析方法做了详细的理论分析,并研究出了一款共面波导馈电的超宽带天线。天线的宽带特性是通过在接地板上刻蚀的矩形宽槽获得。天线的馈电结构使用的是共面波导馈电这一新型的馈电方式。最后对UWB天线的相关参数使用电磁仿真软件进行仿真优化。在已设计的超宽带天线基础上,采用在辐射单元刻蚀槽技术和在添加短路调谐枝节技术分别实现了天线的单陷波和双陷波特性。并通过对天线的相关参数的分析得到其对天线相关性能的影响,设计出陷波效果良好的超宽带天线。最后,利用现有的超宽带陷波技术,设计出一款对无线局域网WLAN(3.2~3.7GHz)、802·16无线城域网WiMax(5.125~5.825GHz)和ITU频段(8.2~8.5GHz)等三个频段陷波的超宽带天线。对天线的相关参数使用电磁仿真软件HFSS进行了相应的优化分析,特别是有关能实现天线在窄带频带的陷波特性的参数的优化分析。最终,制作出相应的天线实物并进行相应的测试。
【关键词】：共面波导馈电 超宽带 双陷波 三陷波
【学位授予单位】：五邑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN822.8
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 课题来源9
• 1.2 研究背景及意义9-10
• 1.3 超宽带通信技术的简介10-13
• 1.3.1 超宽带天线的相关定义10-11
• 1.3.2 超宽带天线的发展历程11-13
• 1.4 国内外研究现状13-17
• 1.5 本论文的主要工作和内容安排17-18
• 第二章 超宽带天线的基本原理18-28
• 2.1 天线的基本原理及功能18
• 2.2 天线的基本参数18-23
• 2.2.1 天线的电路参数18-20
• 2.2.2 天线的辐射参数20-23
• 2.3 天线的分析方法23-28
• 2.3.1 解析法23
• 2.3.2 数值分析方法23-26
• 2.3.3 软件仿真分析法26-28
• 第三章 共面波导馈电超宽带天线的设计与分析28-36
• 3.1 共面波导馈电结构简介28-29
• 3.2 超宽带天线陷波特性实现方法29-32
• 3.2.1 刻槽法30-31
• 3.2.2 添加调谐枝节法31
• 3.2.3 混合陷波技术31-32
• 3.3 共面波导馈电的超宽带单极子天线的设计32-36
• 3.3.1 天线结构设计32-33
• 3.3.2 仿真与分析33-36
• 第四章 基于共面波导馈电的超宽带陷波天线设计36-54
• 4.1 具有单一陷波特性的超宽带天线设计36-42
• 4.1.1 天线的基本结构设计36-37
• 4.1.2 天线的相关参数分析及优化37-41
• 4.1.3 单陷波天线实测结果分析41-42
• 4.2 添加调谐枝节结构的双陷波超宽带天线设计42-48
• 4.2.1 天线的基本结构设计42
• 4.2.2 天线的相关参数分析及优化42-47
• 4.2.3 双陷波天线实测结果分析47-48
• 4.3 具有三陷波特性的超宽带天线设计48-54
• 4.3.1 天线的基本结构设计48
• 4.3.2 天线的相关参数分析及优化48-53
• 4.3.3 三陷波天线实测结果分析53-54
• 第五章 总结与展望54-56
• 5.1 本论文的主要工作和创新54
• 5.2 未来工作展望54-56
• 参考文献56-59
• 攻读学位期间发表论文59-60
• 致谢60-61

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本文编号：819755