宽带小型双极化印刷偶极子天线研究

摘要

随着现代通信事业的飞速发展，第四代移动通信系统技术相对成熟后，通信系统对于天线的电磁特性也有了更高的要求。作为通信系统的终端，天线需要有较宽的阻抗带宽，稳定的方向图和带内增益，较低的交叉极化水平以及实现小型化。本文以天线的小型化、宽频带及双极化为设计目标，对平面交叉偶极子天线进行了深入研究。
　　本文首先设计了类领结型平面交叉偶极子天线。该天线为两组相同的平面偶极子天线正交摆放，每一组类领结型平面偶极子天线是在经典平面领结偶极子天线的基础上，选择等腰梯形作为偶极子天线的一臂。在天线的每一臂上增加了T型开槽以及两组对称分布的弯折枝节开槽，并在天线上方加载了寄生贴片，通过引入寄生结构产生新的谐振频率，从而实现了天线的宽频带工作特性。该天线实现了两个端口相对带宽均为55.7％以及9.81dB的最大增益。为了简化天线结构以及馈电结构，设计了四叶草型平面交叉偶极子天线，该天线同样是由两组相同的平面偶极子天线正交摆放，每一组四叶草型偶极子天线的两臂分别印刷在介质板的正反面上，直接通过同轴线进行馈电。由于两组四叶草型偶极子天线的交叉摆放所产生的耦合，展宽了天线的带宽。该天线实现了两个端口49％的相对带宽，以及8.35dB的增益。最后，在前面所述的四叶草型平面交叉偶极子天线的基础上，通过引入方形贴片AMC结构来降低天线剖面高度。通过分析AMC结构的表面阻抗以及反射相位后确定对天线性能影响比较大的几个参数。仿真结果显示，天线端口1相对带宽为57.5％，端口2相对带宽为54.7％，增益约为7.4dB。与未加载AMC结构的四叶草型交叉偶极子天线相比，带宽增加了约27％，天线高度降低了约50％。

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第一章 绪论

1 .1研究背景及研究意义

1 .2交叉偶极子天线的发展史及研究现状

1 .3本论文的主要工作和内容安排

第二章 天线基础理论

2 .1天线的主要参数

2 .2天线宽频带的基本含义

2 .3偶极子天线基本理论

2 .4本章小结

第三章 宽带双极化平面交叉偶极子天线的设计与实现

3 .1类领结型宽带双极化平面交叉印刷偶极子天线的设计与仿真

3 .2类领结型宽带双极化平面偶极子天线参数分析

3 .3四叶草型宽带双极化平面交叉偶极子天线设计与仿真

3 .4四叶草型宽带双极化平面偶极子天线参数分析

3 .5天线实物的加工与测试

3 .6本章小结

第四章 加载方形贴片AMC结构的四叶草型平面交叉偶极子天线

4 .1 AMC结构介绍

4 .2 AMC结构相关理论

4 .3加载方形AMC结构的四叶草型平面交叉偶极子天线

4 .4加载方形贴片 AMC 结构的四叶草型平面交叉偶极子天线参数分析

4 .5本章小结

第五章 总结与展望

5 .1工作总结

5 .2展望

参考文献

致谢

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