宽带圆极化贴片天线设计&宽带偶极子全向阵列设计

论文摘要

卫星通信逐渐走入民用市场，已经成为近年来通信技术发展的热点之一。卫星终端收发天线作为卫星通信终端重要的组成部分，其性能优劣对于整个系统影响较大，目前国内一方面终端天线技术不够成熟，不少产品依赖进口，另一方面面临着北斗与GPS产品共存的形势，对通信终端兼容性提出新的要求。本文针对这些问题，设计并实现了一种宽带圆极化贴片天线，该天线在阻抗带宽、轴比带宽、方向图等方面性能比较理想，能够满足目前国内卫星通信终端发展的要求。本文取得成果主要如下：1.设计、仿真实现了一种新型的层叠式的宽带圆极化贴片天线，并完成制作、测试工作，该天线工作于1.64GHz到1.96GHz频段内，采用双馈电方式，可以实现左旋圆极化波与右旋圆极化波切换，天线阻抗带宽达17.8%，同时也具有很宽的轴比带宽，在整个工作频带内均可发射稳定的圆极化波，中心频率1.8GHz处，轴比0.22dB，增益5.8dB，性能优良。2.对于宽带圆极化天线的设计而言，研究了不同的参数对于天线整体性能的影响，具体而言，即矩形贴片边长、空气介质厚度、电介质厚度、馈电盘半径、馈点位置和相对介电常数，对于天线端口反射系数、驻波比、轴比的影响方式与程度，简单分析了影响原因，提出了天线设计时的一些基本规则，对于今后的天线设计具有重要参考意义。3.此外，结合国内点对多点微波通信系统发展的要求，本文利用宽带偶极子渐变式阵列面板，设计了一种应用于点对多点微波通信系统中心站的全向阵列天线，从研究双片渐变式阵列面板的合成方向图出发，给出了设计思路以及最终仿真结果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 卫星通信技术简述
• 1.1.2 卫星通信系统中的天线技术
• 1.2 课题的提出
• 1.2.1 课题的提出及现状
• 1.2.2 技术指标分析
• 1.3 论文研究内容及结构安排
• 第2章 宽带微带贴片设计
• 2.1 宽频带微带贴片设计
• 2.2 宽带层叠贴片天线设计原理
• 2.3 宽带层叠贴片天线仿真
• 2.3.1 仿真模型
• 2.3.2 仿真结果
• 2.4 本章小结
• 第3章 宽带圆极化贴片设计及馈电设计
• 3.1 宽带圆极化贴片天线结构设计及仿真
• 3.1.1 贴片结构设计
• 3.1.2 贴片设计原理
• 3.1.3 宽带圆极化贴片仿真结果
• 3.1.4 仿真结果小结
• 3.2 正交馈电电路设计
• 3.3 微带贴片参数对整体性能影响研究
• 3.3.1 矩形贴片边长
• 3.3.2 空气层厚度
• 3.3.3 电介质厚度
• 3.3.4 馈电盘半径
• 3.3.5 馈点位置
• 3.3.6 相对介电常数
• 3.4 本章小结
• 第4章 宽带圆极化天线制作与测试
• 4.1 天线制作
• 4.2 天线测试方法
• 4.2.1 端口反射系数与驻波比
• 4.2.2 方向图与相对法测量增益
• 4.2.3 天线圆极化增益及轴比
• 4.3 天线测试结果
• 4.3.1 端口反射系数与驻波比
• 4.3.2 天线方向图、增益及轴比
• 4.4 本章小结
• 第5章 宽带偶极子全向阵列设计
• 5.1 相关研究背景及课题提出
• 5.1.1 点对多点微波通信系统概述
• 5.1.2 常见的点对多点微波通信系统
• 5.1.3 点对多点微波通信系统中的天线技术
• 5.1.4 课题提出及意义
• 5.2 宽带偶极子及渐变式阵列设计[20]
• 5.2.1 宽带偶极子单元的设计
• 5.2.2 宽带偶极子渐变式阵列设计
• 5.3 全向阵列设计
• 5.3.1 设计目标及指标
• 5.3.2 组阵方案
• 5.3.3 两片偶极子渐变式阵列耦合方向图研究
• 5.4 组阵方案确定
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论及研究展望
• 6.1 本文取得的成果
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果