超宽带滤波天线的设计与研究

发布时间：2017-12-29 03:17

本文关键词：超宽带滤波天线的设计与研究　出处：《安徽大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：随着移动通讯技术的发展,智能设备趋向体积小型化,功能多样化。天线是现代智能设备中必不可少的部分,它的作用是将无线射频信号转换成电磁波的形式,发射到空间中去。因此,为了适应智能设备小型化的趋势,对天线设计也提出了新的要求,体积小、成本低、宽频带、抗干扰的天线,将会是未来小型天线发展的方向。微带印刷天线作为天线家族中的重要一员,以其体积小、重量轻、成本低、便于集成在电路中等优点从而进入人们的视野。按照美国联邦通信委员会(FCC)的规定,从3.1～10.6GHz之间的频段将作为超宽带系统所使用的范围[1]。此后超宽带天线的研究,就成为了当前热点的研究方向。为了满足现代通信设备的小型化趋势,超宽带(UWB)无线技术作为一种新的无线通信技术,也越来越受到人们的重视。考虑到早期的超宽带天线体积庞大的问题,现在的超宽带天线设计不仅要求天线具有体积小、良好的辐射效率、全向覆盖特性,同时应避免和其他通信系统相互干扰。然而,超宽带通信系统的工作频段覆盖了其它的窄带通信系统频段,如无线局域网(WLAN)频段(5.15～5.85 GHz),和卫星通信系统X波段(7.25～7.75 GHz)频段,这些无线通信系统的存在会对超宽带天线的工作产生一定的干扰。为了减小这些干扰,可以在超宽带天线的基础上引入一种谐振结构,来实现超宽带天线的滤波功能。本文是在超宽带单极子天线的基础上,通过在馈线周围引入谐振结构来实现滤波的功能。这种新型滤波天线采用泰康尼克RF-35材料,在5.5GHz和7.5GHz具有双陷波特性,并且在中心频率为5.5GHz和7.5GHz的两个陷波点可以独立调节。本文设计的第一款是基于E型谐振模的超宽带滤波天线,带宽范围从3.5～10.5 GHz(VSWR2),在满足天线性能的基础上实现了双阻带功能5.5GHz(5.23～5.82 GHz)和7.5GHz(7.35～7.85 GHz)。天线辐射板上,E型金属结构上双U缝隙的作用是产生双阻带,从而避免与其他通讯系统产生相互干扰。在实验的基础上进行了大量的仿真实验,获得天线的具体结构参数。第二款天线是基于CSRR加载的超宽带滤波天线,该天线在3.2GHz～8.0GHz频率范围内,回波损耗小于-10dB,并且在中心频率点3.5GHz(WIMAX)和6.2GHz(卫星通信C波段)处,明显产生阻带作用。目前超宽带滤波天线大多数采用的方法都是在辐射贴片上开槽或者加谐振结构来实现滤波作用的,而本文的主要创新之处是通过微带馈线引入谐振结构,来实现滤波作用的。
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【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN822.8

【参考文献】