超寬帶方向圖可重構介質諧振器天線設計
本文關鍵詞:超寬帶方向圖可重構介質諧振器天線設計
【摘要】:超寬帶(Ultra-Wideband,UWB)無線通信技術具有傳輸速率快、安全性高、多徑分辨能力強等特點,在10m內的近距離通信上,是藍牙技術的替代者,在遠距離通信上,可應用于WPAN、室內無線傳感器網絡以及室外點對點網絡等。超寬帶天線作為無線通信接收和發(fā)射信號的通道,對整個超寬帶系統(tǒng)的性能有著重要影響。利用方向圖重構技術能夠調節(jié)超寬帶天線的輻射范圍,提升空間動態(tài)覆蓋率,同時還可以適當調整天線的方向圖形狀,增強天線的增益,提升在不同環(huán)境下接收信號的能力,對增強超寬帶天線的性能有很大的幫助,具有很強的研究價值。本文主要針對超寬帶方向圖可重構天線展開研究與分析,利用水平全向輻射與垂直定向輻射兩種方向圖分時組合,實現了半球空間的動態(tài)覆蓋。論文首先介紹了超寬帶天線的研究背景及意義,以及超寬帶天線與可重構技術的研究現狀。其次,研究設計了一種小型化超寬帶1bit移相器,包括超寬帶180°移相射頻電路和偏置電路的分析與設計;在此基礎上,進一步研究了一種超寬帶同相/反相輸出可切換射頻網絡;其中,該射頻網絡在3.1-10.6GHz的頻帶范圍內同相輸出相位偏差小于15°,反相輸出相位偏差小于17°,幅度偏差小于1dB(除9.8GHz諧振點附近)。最后,設計了一種超寬帶介質諧振器天線,并將研究的超寬帶同相/反相輸出可切換射頻網絡作為超寬帶介質諧振器天線的饋電網絡,實現一個超寬帶方向圖可重構介質諧振器天線,該超寬帶方向圖可重構天線具有垂直定向與水平全向兩種輻射方向圖結構,通過動態(tài)組合,能夠實現了半球空間覆蓋。
【關鍵詞】:超寬帶 可重構 相位差 偏置電路
【學位授予單位】:上海交通大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:TN820
【目錄】:
- 摘要3-5
- ABSTRACT5-9
- 第一章 緒論9-19
- 1.1 課題研究背景及意義9-10
- 1.2 超寬帶天線與方向圖可重構技術研究現狀10-17
- 1.2.1 寬帶天線發(fā)展歷史10
- 1.2.2 超寬帶天線研究現狀10-13
- 1.2.3 方向圖可重構技術研究現狀13-17
- 1.3 本文主要研究內容及結構安排17-19
- 第二章 超寬帶移相器與介質諧振器天線基本理論19-26
- 2.1 引言19
- 2.2 移相器的基本原理19-21
- 2.2.1 開關線型移相器的原理19-21
- 2.2.2 移相器的主要技術指標21
- 2.3 介質諧振器天線的基本理論21-24
- 2.3.1 介質諧振器天線的工作原理22
- 2.3.2 介質諧振器天線的理論分析方法22-23
- 2.3.3 介質諧振器天線的指標23-24
- 2.4 一種超寬帶方向圖可重構天線的設計思路24-25
- 2.5 本章小結25-26
- 第三章 一種超寬帶 1BIT微帶移相器設計26-48
- 3.1 引言26
- 3.2 基于微帶—共面波導變換的超寬帶 180°相移網絡26-30
- 3.2.1 超寬帶 180°相移網絡結構27-28
- 3.2.2 超寬帶 180°相移網絡參數分析28-30
- 3.3 基于微帶結構的超寬帶偏置電路30-36
- 3.3.1 DGS結構的超寬帶扇形分支線偏置電路31-34
- 3.3.2 電感元件與扇形分支線構成的超寬帶偏置電路34-36
- 3.4 基于微帶結構的1bit移相器36-40
- 3.4.1 超寬帶 1bit移相器設計37-38
- 3.4.2 移相器仿真與實驗結果分析38-40
- 3.5 超寬帶同相/反相輸出可切換射頻網絡40-47
- 3.5.1 超寬帶同相/反相輸出可切換射頻網絡結構設計41
- 3.5.2 功率分配器仿真結果分析41-43
- 3.5.3 實驗結果及分析43-47
- 3.6 本章小結47-48
- 第四章 一種超寬帶方向圖可重構天線設計48-72
- 4.1 引言48
- 4.2 超寬帶介質諧振器天線48-63
- 4.2.1 介質諧振器天線的諧振頻率分析49-50
- 4.2.2 介質諧振器天線設計50-51
- 4.2.3 天線的參數分析51-54
- 4.2.4 天線的仿真結果分析54-63
- 4.3 超寬帶方向圖可重構天線設計63-71
- 4.3.1 天線結構設計64-65
- 4.3.2 天線的仿真結果分析65-71
- 4.4 本章小結71-72
- 第五章 總結與展望72-74
- 5.1 全文總結72
- 5.2 研究展望72-74
- 參考文獻74-77
- 致謝77-78
- 攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文78-80
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