宽带小型双极化印刷偶极子天线研究

发布时间：2017-09-14 20:25

  本文关键词：宽带小型双极化印刷偶极子天线研究

  更多相关文章： 交叉偶极子天线 双极化 宽频带 小型化 AMC

【摘要】：随着现代通信事业的飞速发展,第四代移动通信系统技术相对成熟后,通信系统对于天线的电磁特性也有了更高的要求。作为通信系统的终端,天线需要有较宽的阻抗带宽,稳定的方向图和带内增益,较低的交叉极化水平以及实现小型化。本文以天线的小型化、宽频带及双极化为设计目标,对平面交叉偶极子天线进行了深入研究。本文首先设计了类领结型平面交叉偶极子天线。该天线为两组相同的平面偶极子天线正交摆放,每一组类领结型平面偶极子天线是在经典平面领结偶极子天线的基础上,选择等腰梯形作为偶极子天线的一臂。在天线的每一臂上增加了T型开槽以及两组对称分布的弯折枝节开槽,并在天线上方加载了寄生贴片,通过引入寄生结构产生新的谐振频率,从而实现了天线的宽频带工作特性。该天线实现了两个端口相对带宽均为55.7%以及9.81dB的最大增益。为了简化天线结构以及馈电结构,设计了四叶草型平面交叉偶极子天线,该天线同样是由两组相同的平面偶极子天线正交摆放,每一组四叶草型偶极子天线的两臂分别印刷在介质板的正反面上,直接通过同轴线进行馈电。由于两组四叶草型偶极子天线的交叉摆放所产生的耦合,展宽了天线的带宽。该天线实现了两个端口49%的相对带宽,以及8.35dB的增益。最后,在前面所述的四叶草型平面交叉偶极子天线的基础上,通过引入方形贴片AMC结构来降低天线剖面高度。通过分析AMC结构的表面阻抗以及反射相位后确定对天线性能影响比较大的几个参数。仿真结果显示,天线端口1相对带宽为57.5%,端口2相对带宽为54.7%,增益约为7.4dB。与未加载AMC结构的四叶草型交叉偶极子天线相比,带宽增加了约27%,天线高度降低了约50%。本文所设计的三款天线,在整个工作频带均具有较低的辐射后瓣、较低的交叉极化以及稳定的增益,满足现代通信系统对高性能天线的要求。
【关键词】：交叉偶极子天线 双极化 宽频带 小型化 AMC
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN821.4
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符号对照表11-12
• 缩略语对照表12-15
• 第一章 绪论15-23
• 1.1 研究背景及研究意义15
• 1.2 交叉偶极子天线的发展史及研究现状15-21
• 1.2.1 交叉偶极子天线发展史15-16
• 1.2.2 交叉偶极子天线的研究现状16-21
• 1.3 本论文的主要工作和内容安排21-23
• 第二章 天线基础理论23-33
• 2.1 天线的主要参数23-26
• 2.1.1 天线的输入阻抗与隔离度23
• 2.1.2 天线的方向图与天线的极化23-25
• 2.1.3 天线的增益和天线的效率25-26
• 2.2 天线宽频带的基本含义26
• 2.3 偶极子天线基本理论26-31
• 2.3.1 电偶极子基本理论26-29
• 2.3.2 磁偶极子的基本理论29-31
• 2.4 本章小结31-33
• 第三章 宽带双极化平面交叉偶极子天线的设计与实现33-49
• 3.1 类领结型宽带双极化平面交叉印刷偶极子天线的设计与仿真33-39
• 3.1.1 具有T型槽结构的领结型平面交叉偶极子天线设计与仿真33-36
• 3.1.2 加载弯折枝节开槽以及寄生贴片对天线的影响36-39
• 3.2 类领结型宽带双极化平面偶极子天线参数分析39-41
• 3.2.1 天线主体介质板厚度对天线性能的影响39-40
• 3.2.2 偶极子天线上缝隙长度对天线性能的影响40-41
• 3.3 四叶草型宽带双极化平面交叉偶极子天线设计与仿真41-44
• 3.3.1 天线结构41-43
• 3.3.2 天线的S参数43
• 3.3.3 天线的方向图和增益43-44
• 3.4 四叶草型宽带双极化平面偶极子天线参数分析44-46
• 3.4.1 等腰三角形的顶角角度对天线性能的影响45
• 3.4.2 天线主体到反射板之间的距离对天线性能的影响45-46
• 3.5 天线实物的加工与测试46-47
• 3.6 本章小结47-49
• 第四章 加载方形贴片AMC结构的四叶草型平面交叉偶极子天线49-59
• 4.1 AMC结构介绍49-50
• 4.2 AMC结构相关理论50-51
• 4.2.1 AMC结构表面阻抗分析50-51
• 4.2.2 AMC结构反射相位分析51
• 4.3 加载方形AMC结构的四叶草型平面交叉偶极子天线51-55
• 4.3.1 天线结构52-53
• 4.3.2 天线S参数53-54
• 4.3.3 天线增益及方向图54-55
• 4.4 加载方形贴片AMC结构的四叶草型平面交叉偶极子天线参数分析55-57
• 4.4.1 AMC结构中方形贴片宽度对天线性能的影响55-56
• 4.4.2 AMC结构中方形贴片间距对天线性能的影响56
• 4.4.3 天线主体到反射面之间距离对天线性能的影响56-57
• 4.5 本章小结57-59
• 第五章 总结与展望59-61
• 5.1 工作总结59
• 5.2 展望59-61
• 参考文献61-69
• 致谢69-71
• 作者简介71-72

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本文编号：852153