用于無(wú)線(xiàn)通信中的多極化天線(xiàn)研究

發(fā)布時(shí)間：2020-03-30 12:23

【摘要】：現(xiàn)代無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)已經(jīng)不再只具備單一功能,而是具備了多種功能,多種通信制式的復(fù)雜系統(tǒng),這是由于無(wú)線(xiàn)通信應(yīng)用場(chǎng)景的細(xì)分導(dǎo)致的。這種細(xì)分加劇消耗了頻譜資源并使其日益緊張,而極化分集技術(shù)就是解決這一難題的重要手段。正是出于對(duì)現(xiàn)代無(wú)線(xiàn)通信上述需求的考慮,本文將主要關(guān)注于多極化天線(xiàn)的研究,這是因?yàn)槎鄻O化天線(xiàn)不僅是極化分集系統(tǒng)關(guān)鍵元件之一,而且還能實(shí)現(xiàn)天線(xiàn)單元復(fù)用,使通信系統(tǒng)具備更多的功能和更高的集成度。主要的研究?jī)?nèi)容和工作包括:第一章系統(tǒng)地回溯了多極化天線(xiàn)的發(fā)展歷史,并總結(jié)了近年來(lái)關(guān)于多極化天線(xiàn)方面的研究進(jìn)展和突破,還交代了本文的主要研究?jī)?nèi)容和主要貢獻(xiàn)。第二章介紹了本文研究工作中所涉及到的基礎(chǔ)理論和分析方法。主要包括:(1)天線(xiàn)極化概念和常用參數(shù);(2)微波網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論,包括散射參數(shù)和傳輸參數(shù)以及金屬線(xiàn)與縫隙的等效電路參數(shù);(3)用于饋電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的常用無(wú)源微波器件;(4)各向異性人工電磁結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)極化調(diào)控的原理,包含了平面電磁波在各向異性材料中的傳播特性和極化調(diào)控的原理。第三章針對(duì)多極化天線(xiàn)的有效工作帶寬不高的問(wèn)題,提出了一種改進(jìn)后的平面饋電網(wǎng)絡(luò)以及基于該饋電網(wǎng)絡(luò)的一款四重極化天線(xiàn)。該天線(xiàn)在仿真和測(cè)試中實(shí)現(xiàn)有效工作帶寬達(dá)到了22.7%,并且具有和典型微帶天線(xiàn)相當(dāng)?shù)妮椛湫阅�。同時(shí),還對(duì)影響天線(xiàn)和饋電網(wǎng)絡(luò)的主要因素作了分析,為改進(jìn)饋電網(wǎng)絡(luò)和多極化天線(xiàn)設(shè)計(jì)提供了參考。第四章針對(duì)傳統(tǒng)加載人工電磁結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)多極化天線(xiàn)的方案無(wú)法得到四種極化工作模式的問(wèn)題,基于各向異性材料特性和等效電路理論分析設(shè)計(jì)了一款新型人工電磁結(jié)構(gòu),并將該結(jié)構(gòu)加載在縫隙耦合饋電的微帶天線(xiàn)單元上。最終在理論和仿真上都驗(yàn)證了加載該人工電磁結(jié)構(gòu)的確能夠使天線(xiàn)具有四重極化調(diào)控的能力。第五章總結(jié)了本文的主要研究工作和創(chuàng)新,提出了目前研究工作的不足并對(duì)未來(lái)的研究工作做了充分描述。
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