新型平面蝴蝶结槽天线的研究

论文摘要

通信系统的迅速发展带来了天线的繁荣,在众多的天线类型中,超宽带天线极具研究前景和实用意义,已成为当前国际研究的前沿之一。超宽带天线与常规的窄带天线在辐射原理上并没有本质的区别。超宽带天线是在常规的窄带天线的基础上发展起来的,其主要研究内容是探索频带宽度极大地扩展之后给天线带来的新理论、新技术和新方法。本文主要研究的内容是蝴蝶结形槽天线的宽带化问题,通过对这种天线结构进行改进,使带宽得到很大改善,并采用理论分析、数值仿真和实验验证的方式对它们进行了研究。本论文前三章介绍了本论文的研究背景,超宽带天线的类型,描述天线性能的重要参数,影响天线带宽的因素,扩展带宽的方法以及常用的数值分析方法。第四章介绍了蝴蝶结天线的发展情况。讲述了蝴蝶结天线的雏形以及逐步发展起来的各种形式的蝴蝶结天线,并介绍了对蝴蝶结天线带宽进行改进的几种方法。第五章是本论文的重点部分,提出了一种共面波导馈电的蝶形槽天线,对该天线结构进行了改进,通过在扇形槽内增加小的扇形寄生贴片作为调谐枝节,以及在尖锐的顶角进行倒圆角来展宽带宽,此种方法得到了很好的效果,以10dB回波损耗为标准的阻抗百分比带宽从25%提高到80%,从9.5GHz提高到22.4GHz.文中对天线的各个参数进行了分析,研究了各个参数对天线带宽的影响情况。并加工实物天线,将仿真结果与实验结果进行了对比,测试结果与仿真结果吻合程度较好。本论文的创新点:1)对传统蝴蝶结形槽天线进行了改进,通过增加寄生贴片的形式展宽带宽,使天线的带宽从25%提高到56%,是对天线性能的一个提高。2)对增加寄生贴片的天线再一次进行结构的改善,将天线的尖锐顶角变为圆角,通过控制倒圆角的半径来控制其对天线驻波的影响,通过这个过程使得天线的带宽提高到80%。本文的研究结果说明,增加寄生贴片和倒圆角是提高带宽的可行性方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 传统的超宽带天线类型
• 1.3 槽天线的出现与发展
• 1.4 论文主要内容及结构安排
• 第二章 超宽带天线概述
• 2.1 天线的主要技术指标
• 2.2 天线的带宽
• 2.3 天线的馈电方法
• 2.4 超宽带天线的基本概念
• 2.5 宽频带天线技术
• 第三章 数值方法介绍
• 3.1 有限元法
• 3.2 矩量法
• 3.3 时域有限差分法
• 第四章 蝴蝶结天线的发展状况
• 4.1 蝴蝶结天线的宽带化发展
• 4.2 小结
• 第五章 一种蝴蝶结形槽天线的宽带设计
• 5.1 蝴蝶结型槽天线的提出
• 5.2 蝴蝶结形槽天线结构设计
• 5.3 分析与总结
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果