低升角LTCC四臂螺旋天線的研究
本文關鍵詞:低升角LTCC四臂螺旋天線的研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:傳統(tǒng)天線與先進的工藝技術相結合,是天線發(fā)展的重要趨勢之一。低升角的LTCC四臂螺旋天線具有軸向長度短、加工簡單、易于安裝等優(yōu)點,這對纖薄化的手持設備來說尤為重要。但是現(xiàn)有的四臂螺旋天線的軸向長度較長,無法滿足LTCC工藝的要求。論文針對降低四臂螺旋天線的升角進而降低其軸向長度的問題,進行了研究分析、設計以及驗證。論文研究的主要內(nèi)容如下:1、研究了電小天線的Q值理論,給出了電小天線的帶寬與尺寸的關系:研究了四臂螺旋天線的環(huán)-偶極子等效模型,并對模型進行了理論分析和公式推導,證明了該模型具備四臂螺旋天線的輻射特性——圓極化和心形方向圖;2、結合介質(zhì)諧振天線的理論,在HFSS仿真軟件中建立對應的圓柱介質(zhì)諧振式四臂螺旋天線的實物模型,得出天線的輻射特性,驗證了模型的有效性;并對介質(zhì)柱的形狀和饋電陣子進行了變形改造,使之符合LTCC工藝的要求;3、提出了在介質(zhì)諧振天線中加載短路柱的方式減小天線體積,研究出短路柱影響天線諧振頻率的因素:給出了εr=100的高介電常數(shù)的介質(zhì)諧振天線的設計方案,大大減小了初始設計的介質(zhì)諧振式四臂螺旋天線的體積,僅為其體積的1/8;4、提出了利用饋端短路加載的方式降低四臂螺旋天線的升角,由此設計出兩款低升角的四臂螺旋天線——疊層式四臂螺旋天線和組合式四臂螺旋天線:5、利用HFSS仿真軟件進行天線性能的驗證,通過提取天線的輸入阻抗計算出天線的Q值,進而根據(jù)電小天線理論公式得出理論帶寬,與天線實際帶寬作對比,驗證了計算方法的有效性;6、在四臂螺旋天線底面設計出了小型化的具有移相功分功能的饋電網(wǎng)絡,使得天線和饋電網(wǎng)絡實現(xiàn)了一體化,并將其與90。電橋類的移相功分網(wǎng)絡饋電的四臂螺旋天線的性能作對比,給出兩種饋電網(wǎng)絡的優(yōu)缺點。
【關鍵詞】:LTCC 四臂螺旋天線 低升角 電小天線 介質(zhì)諧振天線
【學位授予單位】:電子科技大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:TN823.31
【目錄】:
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-10
- 第一章 緒論10-18
- 1.1 四臂螺旋天線的發(fā)展歷程及研究的意義10-11
- 1.2 LTCC技術的工藝流程及優(yōu)勢11-13
- 1.3 LTCC天線的發(fā)展現(xiàn)狀13-16
- 1.4 本論文的結構安排和創(chuàng)新之處16-18
- 第二章 天線設計的基本理論18-33
- 2.1 電小天線的理論18-25
- 2.1.1 電小天線的Chu-Q值18-20
- 2.1.2 電小天線的高次模Q值20-22
- 2.1.3 電小天線Q值的修正式22-24
- 2.1.4 電小天線的帶寬與Q值的關系24-25
- 2.2 介質(zhì)諧振天線的理論25-29
- 2.2.1 圓柱介質(zhì)諧振天線26-27
- 2.2.2 矩形柱介質(zhì)諧振天線27-29
- 2.3 四臂螺旋天線的理論29-32
- 2.3.1 四臂螺旋天線的環(huán)-偶極子模型29-30
- 2.3.2 四臂螺旋天線的嚴格理論分析30-32
- 2.4 本章小結32-33
- 第三章 低升角介質(zhì)諧振式LTCC四臂螺旋天線的設計33-51
- 3.1 介質(zhì)諧振式四臂螺旋天線33-38
- 3.2 介質(zhì)諧振式LTCC四臂螺旋天線38-40
- 3.3 小型化移相功分網(wǎng)絡的設計40-44
- 3.4 小型化介質(zhì)諧振式四臂螺旋天線44-50
- 3.5 本章小結50-51
- 第四章 低升角疊層式LTCC四臂螺旋天線的設計51-59
- 4.1 饋端短路式四臂螺旋天線51-52
- 4.2 疊層式LTCC四臂螺旋天線52-55
- 4.3 小型化移相功分網(wǎng)絡的設計55-58
- 4.4 本章小結58-59
- 第五章 低升角組合式LTCC四臂螺旋天線的設計59-74
- 5.1 組合式四臂螺旋天線59-60
- 5.2 饋端短路式LTCC四臂螺旋天線60-63
- 5.3 小型化移相功分網(wǎng)絡的設計63-67
- 5.4 天線實測結果及分析67-73
- 5.5 本章小結73-74
- 第六章 全文總結與展望74-76
- 致謝76-77
- 參考文獻77-81
- 攻讀碩士學位期間取得的成果81
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