共面波导馈线天线的设计及其小型化的研究

摘要

共面波导天线由于具备小体积，轻重量和平面结构使得他便于获得线极化、圆极化、双极化和多频段工作等优点，上述优点使其在现代无线通信中得到了广泛的应用。随着天线技术的快速发展，天线小型化设计成为种趋势。因此，如何有效展宽高频段共面波导天线带宽、减小回波损耗并使其小型化成为研究热点。
　　首先本论文分别介绍了共面波导天线及其小型化的研究背景和研究现状。
　　其次介绍了天线的一些基本参数，如驻波比、回波损耗、方向图和极化等。对天线的一些理论：矩量法(Method of Moments)、有限元法(Finite Element Method)和时域有限差分法(Finite Difference In Time Domain)进行了归纳。并重点分析了共面波导天线小型化的理论基础，找到了一条实现天线小型化的有效方法—增加叉指电容。
　　然后对共面波导天线的地和辐射面结构分别进行了优化。一是对地结构由矩形优化为梯型：中心频率的回波损耗由-13dB减小到了-16dB，频带范围也由7GHz-12GHz拓展到5GHz-12.5GHz;二是对天线的辐射面进行开缝优化：一个缝隙结构和二个缝隙结构。单缝天线在梯形天线的基础上进一步减小回波损耗，从-16dB减小为-18dB，频带范围也进一步拓展到2GHz-13GHz。但是双缝天线的测试结果表明其性能并不理想。
　　最后利用叉指电容对天线进行小型化设计。在天线的地结构中增加叉指电容，成功对天线完成了小型化，天线的尺寸由29mm*29mm缩减为22mm*22mm，整体尺寸减小了24％。相比于单缝天线带宽略有减小，但频带范围仍可以达到9GHz-12.5GHz。
　　本论文在最后进行了全文总结，提出了研究的一些创新之处和有待改进的方面。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 共面波导天线

1．2．1 共面波导天线的研究现状

1．2．2 共面波导天线技术的发展趋势

1．3 共面波导天线小型化

1．3．1 共面波导天线小型化的研究现状

1．3．2 共面波导天线小型化的发展趋势

1．4 本论文主要工作与内容安排

第二章 共面波导天线及其小型化的基本理论

2．1 共面波导天线的基本理论

2．1．1 共面波导天线的主要参数

2．1．2 天线的分析方法

2．2 共面波导天线小型化的基本理论

2．2．1 共面波导天线小型化的场分析

2．2．2 共面波导天线小型化的几种方式

2．3 本章小结

第三章 共面波导馈线天线的设计

3．1 无缝共面波导天线的设计

3．1．1 无缝共面波导天线的仿真

3．1．2 无缝梯形共面波导天线的测试

3．2 单缝共面波导天线的设计

3．2．1 单缝共面波导天线的仿真

3．2．2 单缝共面波导天线的测试

3．3 双缝共面波导天线的设计

3．3．1 双缝共面波导天线的仿真

3．3．2 双缝共面波导天线的测试

3．4 本章小结

第四章 共面波导馈线天线的小型化

4．1 共面波导天线小型化的结构

4．2 共面波导天线小型化的仿真

4．3 共面波导天线小型化的测试

4．4 本章小结

第五章 总结展望

5．1 论文总结

5．2 论文展望

参考文献

附录1 攻读硕士期间申请的专利

附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢