本文關(guān)鍵詞：寬帶小型雙極化印刷偶極子天線研究

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【摘要】：隨著現(xiàn)代通信事業(yè)的飛速發(fā)展,第四代移動通信系統(tǒng)技術(shù)相對成熟后,通信系統(tǒng)對于天線的電磁特性也有了更高的要求。作為通信系統(tǒng)的終端,天線需要有較寬的阻抗帶寬,穩(wěn)定的方向圖和帶內(nèi)增益,較低的交叉極化水平以及實現(xiàn)小型化。本文以天線的小型化、寬頻帶及雙極化為設(shè)計目標,對平面交叉偶極子天線進行了深入研究。本文首先設(shè)計了類領(lǐng)結(jié)型平面交叉偶極子天線。該天線為兩組相同的平面偶極子天線正交擺放,每一組類領(lǐng)結(jié)型平面偶極子天線是在經(jīng)典平面領(lǐng)結(jié)偶極子天線的基礎(chǔ)上,選擇等腰梯形作為偶極子天線的一臂。在天線的每一臂上增加了T型開槽以及兩組對稱分布的彎折枝節(jié)開槽,并在天線上方加載了寄生貼片,通過引入寄生結(jié)構(gòu)產(chǎn)生新的諧振頻率,從而實現(xiàn)了天線的寬頻帶工作特性。該天線實現(xiàn)了兩個端口相對帶寬均為55.7%以及9.81dB的最大增益。為了簡化天線結(jié)構(gòu)以及饋電結(jié)構(gòu),設(shè)計了四葉草型平面交叉偶極子天線,該天線同樣是由兩組相同的平面偶極子天線正交擺放,每一組四葉草型偶極子天線的兩臂分別印刷在介質(zhì)板的正反面上,直接通過同軸線進行饋電。由于兩組四葉草型偶極子天線的交叉擺放所產(chǎn)生的耦合,展寬了天線的帶寬。該天線實現(xiàn)了兩個端口49%的相對帶寬,以及8.35dB的增益。最后,在前面所述的四葉草型平面交叉偶極子天線的基礎(chǔ)上,通過引入方形貼片AMC結(jié)構(gòu)來降低天線剖面高度。通過分析AMC結(jié)構(gòu)的表面阻抗以及反射相位后確定對天線性能影響比較大的幾個參數(shù)。仿真結(jié)果顯示,天線端口1相對帶寬為57.5%,端口2相對帶寬為54.7%,增益約為7.4dB。與未加載AMC結(jié)構(gòu)的四葉草型交叉偶極子天線相比,帶寬增加了約27%,天線高度降低了約50%。本文所設(shè)計的三款天線,在整個工作頻帶均具有較低的輻射后瓣、較低的交叉極化以及穩(wěn)定的增益,滿足現(xiàn)代通信系統(tǒng)對高性能天線的要求。
【關(guān)鍵詞】：交叉偶極子天線 雙極化 寬頻帶 小型化 AMC
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN821.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號對照表11-12
• 縮略語對照表12-15
• 第一章 緒論15-23
• 1.1 研究背景及研究意義15
• 1.2 交叉偶極子天線的發(fā)展史及研究現(xiàn)狀15-21
• 1.2.1 交叉偶極子天線發(fā)展史15-16
• 1.2.2 交叉偶極子天線的研究現(xiàn)狀16-21
• 1.3 本論文的主要工作和內(nèi)容安排21-23
• 第二章 天線基礎(chǔ)理論23-33
• 2.1 天線的主要參數(shù)23-26
• 2.1.1 天線的輸入阻抗與隔離度23
• 2.1.2 天線的方向圖與天線的極化23-25
• 2.1.3 天線的增益和天線的效率25-26
• 2.2 天線寬頻帶的基本含義26
• 2.3 偶極子天線基本理論26-31
• 2.3.1 電偶極子基本理論26-29
• 2.3.2 磁偶極子的基本理論29-31
• 2.4 本章小結(jié)31-33
• 第三章 寬帶雙極化平面交叉偶極子天線的設(shè)計與實現(xiàn)33-49
• 3.1 類領(lǐng)結(jié)型寬帶雙極化平面交叉印刷偶極子天線的設(shè)計與仿真33-39
• 3.1.1 具有T型槽結(jié)構(gòu)的領(lǐng)結(jié)型平面交叉偶極子天線設(shè)計與仿真33-36
• 3.1.2 加載彎折枝節(jié)開槽以及寄生貼片對天線的影響36-39
• 3.2 類領(lǐng)結(jié)型寬帶雙極化平面偶極子天線參數(shù)分析39-41
• 3.2.1 天線主體介質(zhì)板厚度對天線性能的影響39-40
• 3.2.2 偶極子天線上縫隙長度對天線性能的影響40-41
• 3.3 四葉草型寬帶雙極化平面交叉偶極子天線設(shè)計與仿真41-44
• 3.3.1 天線結(jié)構(gòu)41-43
• 3.3.2 天線的S參數(shù)43
• 3.3.3 天線的方向圖和增益43-44
• 3.4 四葉草型寬帶雙極化平面偶極子天線參數(shù)分析44-46
• 3.4.1 等腰三角形的頂角角度對天線性能的影響45
• 3.4.2 天線主體到反射板之間的距離對天線性能的影響45-46
• 3.5 天線實物的加工與測試46-47
• 3.6 本章小結(jié)47-49
• 第四章 加載方形貼片AMC結(jié)構(gòu)的四葉草型平面交叉偶極子天線49-59
• 4.1 AMC結(jié)構(gòu)介紹49-50
• 4.2 AMC結(jié)構(gòu)相關(guān)理論50-51
• 4.2.1 AMC結(jié)構(gòu)表面阻抗分析50-51
• 4.2.2 AMC結(jié)構(gòu)反射相位分析51
• 4.3 加載方形AMC結(jié)構(gòu)的四葉草型平面交叉偶極子天線51-55
• 4.3.1 天線結(jié)構(gòu)52-53
• 4.3.2 天線S參數(shù)53-54
• 4.3.3 天線增益及方向圖54-55
• 4.4 加載方形貼片AMC結(jié)構(gòu)的四葉草型平面交叉偶極子天線參數(shù)分析55-57
• 4.4.1 AMC結(jié)構(gòu)中方形貼片寬度對天線性能的影響55-56
• 4.4.2 AMC結(jié)構(gòu)中方形貼片間距對天線性能的影響56
• 4.4.3 天線主體到反射面之間距離對天線性能的影響56-57
• 4.5 本章小結(jié)57-59
• 第五章 總結(jié)與展望59-61
• 5.1 工作總結(jié)59
• 5.2 展望59-61
• 參考文獻61-69
• 致謝69-71
• 作者簡介71-72

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本文編號：852153