小型化三极化阶跃阻抗缝隙天线

发布时间：2017-09-14 19:43

  本文关键词：小型化三极化阶跃阻抗缝隙天线

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【摘要】：MIMO技术是目前无线通信研究中的一项热点,其原理是是通过提高无线信道空间自由度以提升信道容量。三极化MIMO利用三极化天线在三个方向上相互正交独立,在散射体丰富的传播环境中,可以等效为三个独立的收发信道。从而极大地提高了信道容量和传输速率。本文改进了传统的槽缝天线,研究了具有阶跃阻抗的缝隙天线。本文的主要工作是:(1)设计了一种带有边缘短截缝的阶跃阻抗缝隙天线,实现了天线的小型化。在阶跃阻抗辐射缝隙原理分析的基础上设计了小型化天线的单片结构,并对相关结构参数进行了参数扫描仿真。观察分析各参数对天线性能的影响并最终得到单片天线下的最佳性能。仿真得到:在辐射缝隙长度27.2mm(相对原天线缩小22.7%)的单片天线可以实现2.45GHz谐振频率并保持330Mhz带宽,隔离度在-27d B以下,同时主辐射面极化纯度达到-20d B。(2)提出来一种微带枝节馈电结构。仿真结果表明,与传统的微带探针馈电和同轴馈电相比,微带枝节馈电具有较宽的工作频带。该结构用于本文的小型化阶跃阻抗缝隙天线的馈电中。(3)研制了两种小型化三极化阶跃阻抗缝隙天线。这两种天线分别使用1.524mm和0.812mm厚度的介质板。与普通槽缝天线相比,研制的1.524mm厚度的介质板小型化三极化阶跃阻抗缝隙天线,其实测结果显示,小型化达到38%,谐振频率2.45GHz,带宽100MHz,隔离度-20d B,主辐射面交叉极化比降至-10d B。0.812mm厚度的小型化三极化阶跃阻抗缝隙天线实测结果,谐振频率不变,带宽增加,交叉极化比降低至-6d B,隔离度改善至-24d B。研制的小型化三极化天线具有良好的性能,虽然极化纯度和隔离度受到微波暗室测量环境影响,与仿真结果还有一定差距,但也具有较高的极化纯度和隔离度,辐射方向性图完整,可以用于实际的MIMO系统。
【关键词】：缝隙天线 三极化 小型化 阶跃阻抗 多入多出
【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】：TN823.24
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 阶跃阻抗介绍10-13
• 1.3 阶跃阻抗在天线上的运用13-15
• 1.4 缝隙天线研究现状15-16
• 1.5 本文的主要工作16-18
• 第二章 阶跃阻抗多极化天线基本原理18-31
• 2.1 缝隙天线工作原理18-23
• 2.2 多极化天线应用场景23
• 2.3 阶跃阻抗原理23-24
• 2.4 阶跃阻抗缝隙天线原理分析24-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 缝隙天线阶跃阻抗结构设计31-39
• 3.1 小型化缝隙天线阶跃阻抗基本结构选择31-32
• 3.2 小型化阶跃阻抗缝隙天线基本结构参数分析32-38
• 3.3 本章小结38-39
• 第四章 阶跃阻抗小型化三极化缝隙天线39-55
• 4.1 单片阶跃阻抗缝隙天线基本结构39-40
• 4.2 小型化阶跃阻抗缝隙天线馈电方式40-43
• 4.3 阶跃阻抗缝隙天线单片结构43-46
• 4.4 三极化阶跃阻抗缝隙天线46-47
• 4.5 小型化阶跃阻抗缝隙天线完整结构47-54
• 4.6 本章小结54-55
• 第五章 SI小型化缝隙天线实物设计与测试55-73
• 5.1 小型化阶跃阻抗缝隙天线实物设计55-58
• 5.2 小型化阶跃阻抗缝隙天线实物制作58
• 5.3 介质板厚度 1.524mm小型化阶跃阻抗缝隙天线实物测量58-64
• 5.4 介质板厚度 0.812mm小型化阶跃阻抗缝隙天线实物测量64-70
• 5.5 常规槽缝天线实测对照组70-72
• 5.6 本章小结72-73
• 第六章 总结与展望73-75
• 参考文献75-78
• 附录1 攻读硕士学位期间申请的专利78-79
• 致谢79

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本文编号：851994