雙陷波超寬帶天線及其可重構性的設計與研究
本文關鍵詞:雙陷波超寬帶天線及其可重構性的設計與研究
【摘要】:早在2002年以前,超寬帶(Ultra-WideBand, UWB)技術就已經在軍事通信和雷達遙感中得到廣泛的應用。自從2002年美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)將3.1-10.6GHz的超寬帶頻段劃歸商用以來,UWB技術的應用和研究得到了前所未有的高度,尤其是在高速率傳輸和短距離傳輸?shù)拿裼煤蜕逃脽o線通信系統(tǒng)。作為整個無線通信系統(tǒng)的核心,天線的作用無可替代,所以UWB天線對UWB系統(tǒng)的開發(fā)至關重要,具有巨大的研究意義。眾所周知,在超寬帶頻段內還存在著諸如全球微波互連接入(WiMax,3.4~ 3.6GHz)、C波段衛(wèi)星通訊(3.7-4.2GHz)和無線局域網(wǎng)(WLAN,5.15~5.825GHz)等其它窄帶通信系統(tǒng),這些窄帶通信頻段會對超寬帶通信頻段造成嚴重的電磁干擾,為了阻止這些頻段的電磁干擾,研究具有陷波特性的超寬帶天線很有必要。本文先是對陷波超寬帶天線的國內外進展和研究成果做了簡單的介紹,然后詳細介紹了超寬帶天線的理論和超寬帶天線的一些重要參數(shù),以及實現(xiàn)超寬帶天線帶寬和陷波功能的方法。接著設計了一款性能優(yōu)良的小型化超寬帶縫隙天線,其阻抗匹配好、輻射穩(wěn)定、結構緊湊、制作成本低。在此天線的基礎上通過在輻射貼片上加載開口圓環(huán)以及在饋線上開倒置的U形槽,設計了一款具有雙陷波功能的超寬帶天線,該天線可以有效地抑制WiMax、C波段衛(wèi)星通信以及WLAN的影響。最后,在此雙陷波超寬帶天線的基礎上,分別在開口圓環(huán)和U形槽上加入了PIN二極管作為開關使用,設計了一款可重構雙陷波超寬帶天線,可以有效地在兩個陷波,一個陷波和無陷波之間轉換,大大提高了超寬帶天線頻帶的利用率。另外,通過電磁仿真軟件HFSS 13.0對開口圓環(huán)參數(shù)進行仿真分析,發(fā)現(xiàn)這種開槽結構對控制陷波中心頻率更有優(yōu)勢。同時對所設計的雙陷波超寬帶天線進行了制作與測試,其結果與仿真結果基本吻合,不但具有良好的陷波功能而且具有全向輻射功能,完全可以在超寬帶通信系統(tǒng)中應用。
【關鍵詞】:超寬帶 雙陷波 可重構 全向輻射
【學位授予單位】:安徽大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:TN822.8
【目錄】:
- 摘要3-4
- Abstract4-8
- 第一章 緒論8-11
- 1.1 研究背景及意義8-9
- 1.2 國內外研究現(xiàn)狀9-10
- 1.3 論文主要研究內容及其組織10-11
- 第二章 超寬帶陷波天線的基本理論11-26
- 2.1 引言11
- 2.2 超寬帶天線的電路參數(shù)和輻射參數(shù)11-19
- 2.2.1 帶寬11-12
- 2.2.2 回波損耗和電壓駐波比12-13
- 2.2.3 輸入阻抗及匹配13-15
- 2.2.4 方向圖與方向性系數(shù)15-17
- 2.2.5 效率與增益17-19
- 2.3 實現(xiàn)超寬帶天線帶寬的方法19-22
- 2.4 實現(xiàn)陷波超寬帶天線的方法22-25
- 2.5 本章小結25-26
- 第三章 雙陷波超寬帶縫隙天線26-45
- 3.1 引言26
- 3.2 超寬帶縫隙天線的設計26-34
- 3.2.1 天線的結構及設計由來26-29
- 3.2.2 天線相關參數(shù)討論29-33
- 3.2.3 天線的性能分析33-34
- 3.3 雙陷波超寬帶縫隙天線的設計與研究34-44
- 3.3.1 天線的結構35-37
- 3.3.2 陷波參數(shù)的研究37-38
- 3.3.3 天線的陷波原理38-41
- 3.3.4 天線的工作特性41-44
- 3.4 本章小結44-45
- 第四章 可重構雙陷波超寬帶縫隙天線45-55
- 4.1 引言45
- 4.2 PIN二極管45-46
- 4.3 可重構雙陷波超寬帶縫隙天線的設計與研究46-54
- 4.3.1 天線的結構46-47
- 4.3.2 天線性能分析47-50
- 4.3.3 天線的實測結果50-54
- 4.4 本章小結54-55
- 第五章 總結與展望55-57
- 5.1 總結55
- 5.2 展望55-57
- 參考文獻57-62
- 致謝62-63
- 攻讀碩士學位期間研究成果63
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,本文編號:1102166
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