基于曲流技术的小型化宽带贴片天线的研究

摘要

小型宽带贴片天线是近几十年发展起来的，作为无线通信中极其重要的一个环节，可以完成信号的发射与接收、信号处理、能量转换等功能，它的发展备受关注。由于其具有体积小、频带宽、易制作等诸多优点，因此小型化的宽带贴片天线成为天线设计方面的一个研究热点。本文通过研究小型宽带贴片天线技术，以及有效改变天线贴片表面电流路径的曲流技术，利用基于有限元法的全波电磁仿真软件，成功设计出多种结构小巧、频带较宽、性能稳定的宽带天线。论文中设计的多种天线结构都经过大量的仿真和优化，并选择了部分进行加工和实测，验证了设计的合理性。
　　本研究主要内容包括：⑴研究了微带线馈电情形下的曲流技术，讨论分析了引入的多种开槽结构、多级梯形结构、切角处理对天线的带宽、阻抗匹配、表面电流分布的重要影响。结合多种曲流结构，设计了具有双陷波特性、三陷波特性及多陷波特性的小型超宽带天线，仿真结果表明设计的天线均有较好的频带抑制特性及良好的性能。⑵研究了共面波导馈电情形下的曲流技术，讨论分析了引入的伞形结构、多级梯形结构、调谐枝节及切角处理在降低天线尺寸、拓宽天线带宽、优化阻抗匹配等方面的作用。结合多种曲流结构，设计了覆盖中低频段（3.55-6.75GHz）及中高频段（8.6-12.1GHz）的小型宽带天线，仿真结果表明设计的天线均有较大的带宽、良好的阻抗匹配及稳定的增益特性。⑶验证了基于曲流技术实现天线的小型化、宽带化及陷波特性的多种方法，讨论分析了这些方法对天线表面电流分布、回波损耗及电压驻波比的影响。对设计的具有双陷波特性、三陷波特性及多陷波特性的超宽带天线进行了仿真研究与实物制作，在北京罗德与施瓦茨开放实验室的支持下对天线进行了实测，实测结果与仿真数据良好吻合，验证了天线设计的准确性。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景及其意义

1.2 宽带贴片天线及其国内外发展动态

1.3 宽带天线的应用

1.4 天线小型化宽带化关键技术

1.5 论文研究内容

第2章 宽带天线理论基础

2.1 电基本振子及其辐射场

2.2 天线的性能指标

2.3 宽带天线的分类

2.4 宽带天线的曲流技术

2.5 本章小结

第3章 基于曲流技术的微带线馈电式小型宽带天线研究

3.1具有双陷波特性的超宽带天线设计

3.2 具有三陷波特性的超宽带天线设计

3.3 具有多陷波特性的超宽带天线设计

3.4 本章小结

第4章 基于曲流技术的共面波导馈电式小型宽带天线研究

4.1 覆盖中低频段的宽带天线设计

4.2 覆盖中高频段的宽带天线设计

4.3 本章小结

第5章 曲流结构对天线特性影响的研究

5.1 开槽结构的影响

5.2 阶梯结构的影响

5.3 调谐枝节的影响

5.4 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢