具有陷波特性的超宽带天线的分析与设计

摘要

超宽带(Ultra-Wideband,UWB)技术已成为当今无线通信领域中的一个研究热点。作为超宽带系统的关键部件,超宽带天线的性能直接制约着整个超宽带系统的性能。本文旨在从理论上和实验上设计满足超宽带系统要求的超宽带天线,并在此基础上提出了两种基于不同原理的具有陷波特性的超宽带天线。
　　 本文主要分为两个部分。第一部分对超宽带天线的研究背景与发展现状进行了综述,详细分析了超宽带天线的主要性能参数、实现方式、馈电方式、陷波特性以及分析方法,并结合超宽带系统的特点给出超宽带天线的设计要求。第二部分是天线设计。本文设计了两种超宽带天线,在3GHz～12GHz的无线通信频段内驻波比小于2,同时具有双陷波特性。在整个频段内天线增益比较高,同时方向图全向性良好。天线的测量结果和仿真结果有很好的一致性。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 平面超宽带天线的发展现状

1.3 本论文主要工作和内容安排

第二章 基本原理概述

2.1 超宽带天线的性能参数

2.1.1 带宽

2.1.2 辐射方向图

2.1.3 方向性系数

2.1.4 效率与增益

2.1.5 输入阻抗与驻波比

2.1.6 天线的极化

2.1.7 群时延

2.1.8 S参量

2.2 超宽带天线的实现方法

2.2.1 微带天线的频带展宽方法

2.2.2 超宽带平面单极天线的馈电方式

2.2.3 超宽带天线的技术要求

2.3 本文的数值研究方法及相关软件

2.3.1 解析法

2.3.2 数值分析方法

2.3.3 常用的电磁仿真软件

2.4 本章小结

第三章 共面波导印刷单极子超宽带天线的设计与分析

3.1 超宽带技术特点

3.2 共面波导的基本概念

3.3 超宽带天线陷波特性实现方法

3.3.1 贴片上开缝隙

3.3.2 寄生耦合

3.3.3 分形技术

3.4 一种双陷波共面波导超宽带天线的设计和研究

3.4.1 天线结构

3.4.2 天线特性分析

3.4.3 参数分析

3.4.4 仿真与实测结果

3.5 本章小结

第四章 超宽带平面单极子天线的设计与分析

4.1 微带天线的基本理论

4.1.1 微带天线的形式

4.1.2 微带天线的工作原理

4.1.3 微带天线的分析方法

4.2 超宽带平面天线

4.2.1 接地面与辐射贴片在同一个平面的超宽带天线

4.2.2 接地面与辐射贴片不在同一个平面的超宽带天线

4.2.3 小型化和扩展带宽技术

4.3 具有带阻性能的超宽带平面天线

4.3.1 天线结构

4.3.2 天线性能分析

4.3.3 参数分析

4.3.4 仿真结果

4.4 本章小结

第五章 结束语

致谢

参考文献

研究成果