新型平面槽天线的宽带化研究

论文摘要

天线是任何无线电系统必不可少的组件。随着电子器件朝着小型化、微型化的方向发展，以及扩频、跳频技术的应用，对天线的宽带化和小型化也提出了越来越高的要求。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平面槽天线的宽带化问题。文中提出了三种与主题相关的天线形式，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。第一种天线是变形的平面蝴蝶结槽天线。我们将蝴蝶结槽天线的两个槽用环形槽连接，在尖锐的槽角进行倒角。通过这些方法，蝴蝶结槽天线的阻抗带宽可以达到81.5％，工作频率为5.18～12.31GHz。同时，相对于普通的蝴蝶结槽天线，这种天线的方向图随频率的变化也更加稳定。第二种天线是在第一种天线的变形方法上继续进行改进得来的，我们在扇形的金属辐射面上加入了一些对称的环形槽，但第二种天线的某些部分的尺寸与第一种天线不同。通过这些方法，这种变形的蝴蝶结槽天线以10dB回波损耗为标准的阻抗带宽为57.6％，工作频率为6.8GHz到12.3GHz。第三种天线是一种新型的宽槽天线。通过在天线与馈线的连接处倒圆角，并在馈线上加入渐变段，使得这种宽槽天线的带宽进一步加宽，工作频率3～20GHz，阻抗带宽148％。测试结果与仿真结果吻合程度较好。本文的研究结果表明，平面槽天线是一种比较适合宽频带工作的天线。它们都可以通过优化天线的几何尺寸来达到较大的带宽。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外对平面槽天线宽带化的研究
• 1.2.1 渐变槽天线
• 1.2.2 蝴蝶结槽天线的发展过程
• 1.2.3 宽槽天线的发展过程
• 1.3 论文主要内容及结构安排
• 第二章 平面槽天线与宽频带天线的相关理论
• 2.1 平面槽天线基本理论
• 2.1.1 平面槽天线的基本性质
• 2.1.2 平面槽天线的馈电方法
• 2.2 宽频带天线技术
• 2.2.1 宽频带天线的性能参数
• 2.2.2 限制天线带宽的因素
• 2.2.3 增加平面天线阻抗带宽的几种方法
• 2.2.4 超宽带天线的分析方法
• 第三章 新型蝴蝶结槽天线的研究
• 3.1 蝴蝶结槽天线的改进方法
• 3.2 蝴蝶结槽天线的另外一种改进方法
• 3.3 小结
• 第四章 一种新型超宽带宽槽天线的设计
• 4.1 一种新型宽槽天线的设计
• 4.2 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 本论文的主要工作
• 5.2 未来工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果