小型化通信天线技术研究

摘要

随着我国航空航天事业的发展，以及移动通信技术逐渐进入5G时代，对通信设备的性能要求越来越苛刻。而天线作为通信系统中的重要组成部分，其性能的优劣直接决定了系统整体的工作状态。现在通信系统从单一性能逐渐转化为多功能、多频段、多场景的趋势越来越明显，因此天线的尺寸成为设计天线时重点考虑的指标之一。低剖面天线由于在共形、降低空气阻力等方面具有明显优势，在空间通信领域一直是研究的重点，而随着通信技术发展，在移动通信领域也逐渐成为热点。无线系统的多频段工作已经成为主流，这对天线间的抗干扰提出了更高的要求，传统的滤波器系统与天线系统级联的设计由于对系统尺寸和性能会产生的巨大影响，所以滤波天线的设计作为系统的小型化设计，也越来越得到重视。本文主要对低剖面天线和滤波天线这两种小型化天线的设计进行了研究，主要内容为： 1.本文对目前通信技术的研究趋势进行了介绍，对小型化天线研究的重要性进行了分析，对天线设计的基本参数、人工磁导体材料的原理、滤波器的设计原理等进行了介绍。从低剖面圆极化天线和滤波天线两个角度进行了小型化天线的设计。 2.低剖面圆极化天线的设计。本文基于AMC材料的同相反射带隙特性设计了一款低剖面宽带圆极化天线。本设计中的天线单元采用电磁偶极子天线，从而保证了最终天线具有比较宽的带宽。在设计中提出了一种侧边镀铜的设计提高了天线的轴比性能，实现了宽轴比的设计。 3.滤波天线的设计。本文利用小型化谐振器原理设计了两款尺寸小、阻带宽的小型化宽阻带滤波器，并基于这两种滤波器设计了两款尺寸小、高频抑制频带宽的滤波天线。在设计过程中，对滤波器和天线的互相影响进行了研究，并实现了滤波天线工作频带的可调。

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