宽带及双频双圆极化微带天线研究

论文摘要

随着无线通信的发展,系统集成度越来越高,天线的宽频段和多极化已经成为当前国内外天线领域的研究热点。本文结合横向研究课题,对微带天线的宽频带及双频双圆极化技术进行了研究,提出了采用L型探针馈电方式展宽微带天线带宽的方法,并设计了改进的L型探针馈电宽带微带天线和结构新颖的双频双圆极化微带天线。文中首先阐述了微带天线的基本理论和主要设计分析方法,分析了微带天线的圆极化技术。对于微带天线的宽频带技术,重点研究了L型探针耦合馈电的宽带微带天线。主要讨论了L型探针的引入对天线阻抗带宽的影响,分析了通过选取L型探针的合适位置来有效的展宽微带天线的阻抗带宽的方法。根据上述设计思想,对L型探针耦合馈电微带天线做了进一步改进,提出了一种改进的L型探针耦合馈电微带天线结构形式,采用仿真软件Ansoft HFSS对其进行仿真设计,并对试验模型进行制作加工及测量。仿真和实测结果表明,由于L型探针本身的谐振,有效的展宽了天线的带宽。改进的L型探针耦合馈电微带天线工作频带约为2.12GHz~2.78GHz,相对带宽达到27%。对于双频双圆极化微带天线的设计,采用采用L型微带线对地板上圆环形缝隙耦合馈电的单层结构。通过L型微带线与地板上的圆环形缝隙重合而成的两个耦合点,在高低频同时激励起两个相互正交的谐振模式,形成双频双圆极化辐射。仿真和测试结果表明,天线在2380MHz~2460MHz和4180MHz~4220MHz分别实现了右旋圆极化和左旋圆极化辐射,圆极化轴比的相对带宽分别为3.3%和0.95%,具有良好的双频双圆极化特性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 主要工作及内容安排
• 第二章 基本原理概述
• 2.1 微带天线的分析设计方法
• 2.1.1 微带天线辐射机理
• 2.1.2 微带天线的传输线模型理论
• 2.1.3 微带天线空腔模型理论
• 2.1.4 有限元法
• 2.2 宽带及圆极化微带天线介绍
• 2.2.1 圆极化天线基本原理
• 2.2.2 微带天线圆极化技术
• 2.2.3 微带天线宽频带技术
• 2.3 小结
• 第三章 L型探针耦合馈电宽带微带天线研究
• 3.1 L型探针馈电简介
• 3.1.1 L型探针馈电的引入
• 3.1.2 L型探针馈电的天线形式介绍
• 3.2 一般的L型探针馈电微带天线研究
• 3.2.1 天线结构
• 3.2.2 天线性能研究
• 3.3 改进的L型探针馈电微带天线研究
• 3.3.1 天线结构
• 3.3.2 数值仿真及讨论
• 3.3.3 实测结果
• 3.3.4 两种L型探针耦合馈电微带天线的比较
• 3.4 小结
• 第四章 双频双圆极化微带天线研究
• 4.1 引言
• 4.2 天线的分析与设计
• 4.2.1 天线结构
• 4.2.2 数值仿真
• 4.2.3 实测结果
• 4.3 小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间研究成果