卫星天线及带陷波特性的超宽带天线的设计

摘要

论文的主要工作有两部分：卫星天线和带陷波特性的超宽带天线的设计。
　　卫星天线的设计。卫星通信是人类借助卫星实现基站之间，基站与终端用户之间的一种通信。通过在天空中放置卫星，人类之间的通信实现了远距离，广范围覆盖，大容量，宽频段传输。论文的第一个主要工作针对海事卫星通信，根据某企业的实际需求，设计了一个用于海事卫星通信 L频段的天线。该天线针对极化方式，工作频段以及增益的要求，采用十字交叉蝶形偶极子(CBD)以及威尔金森功分器实现在L频段圆极化，并通过反射板提高增益。在CST仿真软件优化计算基础上，设计和研制了具有32％的阻抗带宽，7.3%的轴比带宽，90°半功率波瓣宽度，最小增益达6 dBi，用于海事卫星通信的天线。相对于已经报道过的天线，本文所设计的卫星天线具有更宽的轴比波瓣宽度，能更好地用于高纬度海事卫星通信中，已经使用在工程中。
　　带陷波特性的超宽带天线的设计。因为在功耗，定位等方面，相对于窄带通信，超宽带(UWB)技术表现出更好的性能，用于3.1-10.6 GHz的超宽带(UWB)天线成为近年来设计的热点。但已有窄带通信频段，如 WLAN，HIPERLAN/2，WIMAX，其频段也在UWB频段内，这将形成相互间的干扰，而在窄带具有陷波特性的 UWB天线-带陷波的超宽带天线可以抑制相应窄带信号，减少相互间的干扰，保证系统更好的工作。所以论文的第二个主要工作是设计一个具有双陷波特性的超宽带天线。在设计中，采用螺旋电磁带隙结构(EBG)，结合微带传输线法，在CST仿真软件优化计算基础上，设计了一个基于螺旋EBG的双陷波超宽带天线。实测结果显示天线的两个陷波频段分别是3.4-3.85 GHz和5.1-6.2 GHz，第一个频段覆盖WiMAX(3.4-3.69 GHz)，第二个频段覆盖WLAN(5.15-5.35 GHz，5.725-5.85 GHz)和HIPERLAN/2（5.47-5.725 GHz）。在2.8-11 GHz的频带内，除所抑制的频段外，天线具有良好的阻抗匹配特性，VSWR<2，以及在H面具有全向和较稳定的方向图。由于结合微带传输线法设计陷波频段，故陷波频段的形成可以独立于超宽带天线，增加了设计的灵活性。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪 论

1.1 卫星天线的学科背景和意义

1.2 带陷波特性的超宽带天线的学科背景和意义

1.3 选择课题的工程意义

1.4 卫星天线的研究现状

1.5 带陷波特性的超宽带天线的研究现状

1.6 选择课题的可行性

1.7 论文的结构安排

第二章 天线基本理论

2.1 引言

2.2 天线的辐射特性

2.3 天线阻抗和匹配

2.4 天线的效率

2.5 天线的极化

2.6 天线的带宽

2.7 本章小结

第三章 卫星天线的设计

3.1 引言

3.2 用于INMARSAT的新型圆极化蝶形天线的设计

3.3 本章小结

第四章 带陷波特性的超宽带天线的设计

4.1 引言

4.2 EBG的特性及应用

4.3 EBG的原理

4.4 基于螺旋EBG的双陷波超宽带天线的设计

4.5 陷波频段设计独立性的进一步验证

4.6 本章小结

第五章 总结和展望

5.1 总结和展望

5.2 创新点

致谢

参考文献

攻硕期间获得的研究成果