多枝节与折叠辐射体宽带多频天线研究

发布时间：2017-07-30 12:26

  本文关键词：多枝节与折叠辐射体宽带多频天线研究

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【摘要】：随着无线通信技术和电子技术的飞速发展,无线移动终端对天线设计提出了小型化和多频段、宽带工作的要求。对小型的多频、宽带天线进行研究具有重大理论意义和实际工程应用价值。本文紧密结合相关研究课题及无线移动通信的需求,对应用于WLAN/WiMAX/UWB的多频段和超宽带天线展开具体而深入的相关研究,开发出一系列小型化多频天线和超宽带天线。作者的主要研究成果可概括为以下几方面:1.多枝节多频天线的研究。对天线的小型化展开了研究,提出了实现三频天线辐射体小型化和天线小型化的设计方法。通过刻槽的方法,设计了辐射体横向尺寸仅有3.5mm的三频天线。通过利用不同枝节间的耦合,实现分布电容加载,在辐射体横向尺寸为3.5mm的同时,实现了天线的小型化,天线尺寸为21mm×29mm。通过折叠枝节方法,以减小辐射体的纵向尺寸,并利用枝节间的耦合,实现了天线辐射体高度为16mm,天线尺寸为17.2mm×28mm的三频天线设计。所设计的天线均能够覆盖WLAN的2.4/5.2/5.8GHz和WiMAX的3.5/5.5GHz频段,适用于要求小辐射体尺寸的三频天线场合。2.折叠辐射体多频天线的研究。对低频段具有较大阻抗带宽的多频天线展开了研究,提出了利用天线的高次模实现高性能多频天线设计的方法。分别通过利用单矩形、双矩形加载辐射体的方法,调节天线高次谐振模式的谐振频率,从而覆盖三频天线的高频段。采用该方法所设计的天线尺寸均为25mm×36mm。通过折叠谐振枝节不但减小了天线的尺寸,而且实现天线的高次模谐振频率减小,并同时利用枝节间的分布电容加载,以进一步减小天线的尺寸。所设计的Ψ形三频天线,天线尺寸为24mm×31.5mm。所设计的折叠环多频天线尺寸为21mm×33mm。通过利用天线的高次模,所设计的多频天线均能覆盖WLAN的2.4/5.2/5.8GHz和WiMAX的2.5/3.5/5.5GHz频段,适用于要求高性能多频天线且天线尺寸小的场合。3.超宽带天线的研究。针对平面印刷超宽带天线,提出了减小地板效应的设计方法。根据赫兹的电流边缘分布原理,采用不对称的辐射体结构,可以减小地板一侧的表面电流分布,从而减小地板效应。通过设计覆盖了UWB系统的3.1-10.6GHz的超宽带天线对设计思路进行了验证。4.多频超宽带天线研究。针对无线通信标准WLAN、WiMAX和UWB,展开了相关的多频超宽带天线研究。采用双枝节谐振结构,设计了一种可应用于WLAN的2.4GHz频段和UWB系统的3.1-10.6GHz频段的双频超宽带天线,适用于集成了更多无线业务的无线系统。通过在辐射体上开槽的方法,设计了一种双频超宽带天线,该天线能够对WLAN的5.2/5.8GHz和WiMAX的5.5GHz频段产生一定的抑制。
【关键词】：多频 超宽带 小型化 高次模 平面印刷单极子天线
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN822
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-15
• 符号对照表15-16
• 缩略语对照表16-20
• 第一章 绪论20-44
• 1.1 研究背景及意义20-22
• 1.2 国内外研究现状22-41
• 1.2.1 多频天线研究现状22-32
• 1.2.2 天线小型化研究现状32-36
• 1.2.3 超宽带天线研究现状36-41
• 1.3 本文研究内容及作者主要工作41-44
• 第二章 多枝节多频天线分析与设计44-66
• 2.1 前言44-45
• 2.2 小辐射体多频印刷天线设计45-52
• 2.2.1 天线设计过程及结构45-48
• 2.2.2 天线参数分析与讨论48-50
• 2.2.3 天线实物制作与测试50-52
• 2.3 小辐射体多频印刷天线进一步优化设计52-59
• 2.3.1 天线设计过程及结构52-54
• 2.3.2 天线参数分析与讨论54-56
• 2.3.3 不同辐射单元间耦合效应分析56
• 2.3.4 天线实物制作与测试56-59
• 2.4 嵌入双T型枝节环多频天线设计59-65
• 2.4.1 天线设计过程及结构59-60
• 2.4.2 天线上的电流分布60-61
• 2.4.3 天线的各部分耦合效应分析及其等效电路61-62
• 2.4.4 天线实物制作与测试62-65
• 2.5 小结65-66
• 第三章 折叠辐射体多频天线分析与设计66-90
• 3.1 引言66-67
• 3.2 单矩形加载三频天线设计67-72
• 3.2.1 天线设计过程及结构68-70
• 3.2.2 天线实物制作与测试70-72
• 3.3 双矩形加载三频天线设计72-79
• 3.3.1 天线设计过程及结构72-74
• 3.3.2 天线参数分析与讨论74-77
• 3.3.3 天线实物制作与测试77-79
• 3.4 Ψ 形多频天线设计79-83
• 3.4.1 天线设计过程及结构80-82
• 3.4.2 天线实物制作与测试82-83
• 3.5 折叠环多频天线设计83-87
• 3.5.1 天线设计过程及结构84-86
• 3.5.2 天线实物制作与测试86-87
• 3.6 小结87-90
• 第四章 多频与超宽带天线分析与设计90-120
• 4.1 前言90-91
• 4.2 与地同宽超宽带天线分析与设计91-97
• 4.2.1 天线结构设计91-92
• 4.2.2 天线参数分析与讨论92-95
• 4.2.3 天线实物制作与测试95-97
• 4.3 不对称辐射体超宽带天线分析与设计97-105
• 4.3.1 天线结构设计97-99
• 4.3.2 减小接地板效应分析99
• 4.3.3 天线参数分析与讨论99-102
• 4.3.4 天线实物制作与测试102-105
• 4.4 应用于WLAN和UWB的多频超宽带天线分析与设计105-112
• 4.4.1 天线结构设计105-106
• 4.4.2 天线参数分析与讨论106-109
• 4.4.3 天线实物制作与测试109-112
• 4.5 宽槽多频超宽带天线分析与设计112-118
• 4.5.1 天线结构设计112-114
• 4.5.2 天线参数分析与讨论114-116
• 4.5.3 天线实物制作与测试116-118
• 4.6 小结118-120
• 第五章 全文总结120-122
• 参考文献122-136
• 致谢136-138
• 作者简介138-139
• 1. 基本情况138
• 2. 教育背景138
• 3. 攻读博士学位期间的研究成果138-139

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本文编号：594271