定频波束可调微带漏波天线及其小型化的研究

摘要

智能天线技术是未来第三代移动通信系统中的一项关键技术，它是一种波束能够实现电控可调的天线技术。但传统的智能天线体积庞大，馈电结构和控制结构都非常复杂。微带漏波天线具有低剖面，易于匹配，方便于大规模生产等其他类型天线所不具备的优点。微带漏波天线作为漏波天线的一种具有波束方向随频率变化的特性。但在移动通信系统中信道很窄，无法用到微带漏波天线的频扫特性。但从微带漏波天线的工作原理来看，当频率固定的情况下仍然有其他的参数能够影响到天线的主波束方向。传统的微带漏波天线的长度较长，1979年由W．Menzel首先提出的微带漏波天线长为10cm(2.23λ<,n>)，要获得更好的性能天线的长度要增大到4至5个波长。如果天线的尺寸得不到缩小，将会影响到它在很多领域的应用。 本论文提出了一种能够改变微带漏波天线主波束方向的新方法，即在微带漏波天线的中部开周期性的缝隙，通过调节缝隙的角度、宽度、高度等参数来改变微带漏波天线主波束的方向角。另外本论文提出了一种能够有效减小微带漏波天线长度的可普遍适用的新方法。这种方法通过对天线的辐射边进行一定尺度的裁剪并在天线的中部开周期性的缝隙，使得微带漏波天线在性能大致不变的情况下长度得到显著的减小。 本论文使用时域有限差分法(FDTD)及Ansoft公司的HFSS对天线进行仿真研究。 在本文的最后，对仍需进一步分析解决的问题进行了总结。

目录

文摘

英文文摘

第一章引言

1.1微带天线综述

1.2微带漏波天线综述

1.3本文所用的分析工具

第二章微带漏波天线概述

2.1微带漏波天线的理论分析方法

2.2微带漏波天线研究进展

2.3定频波束可调微带漏波天线及其小型化的研究进展

第三章定频波束可调微带漏波天线的研究

3.1中部开槽的微带漏波天线

3.2缝隙与正z轴的夹角变化对主波束辐射方向角的影响

3.3缝隙沿z轴分布的密度对天线主波束的影响

3.4缝隙高度g对微带漏波天线主波束的影响

3.5缝隙宽度Ws对微带漏波天线主波束的影响

3.6小结

第四章微带漏波天线小型化的研究

4.1辐射边受到裁剪时的微带漏波天线

4.2裁剪尺度变化时对微带漏波天线性能的影响

4.3微带漏波天线小型化的研究

4.4应用本文所提出的方法对微带漏波天线进行小型化设计的过程

4.5小结

第五章结束语

5.1已经完成的工作

5.2尚待进一步研究的内容

参考文献

致谢

原创性声明