宽带阵列微带天线及微带天线小型化研究

摘要

随着无线通信技术的快速发展,通信领域对天线小型化、宽频带和高增益等方面提出了越来越高的要求。在众多的天线形式中,微带天线以其小尺寸、低剖面、易集成加工等优点而倍受研究人员的重视。然而,传统的微带天线在小型化、宽频带和高增益等方面还不能满足实际应用的需求。本文针对宽带微带阵列天线和微带小型化天线开展了研究工作,其主要内容如下:
　　1.介绍了微带天线的基本理论,包括微带天线的辐射机理及辐射特性以及由微带构成的阵列天线技术;概述了左手材料的基本原理及电磁特性。本章为以后章节提供了理论依据。
　　2.设计了一款工作于S波段的宽频带16元微带阵列天线,阵元采用缝隙耦合馈电方式,可以实现天线的宽频带,馈电网络采用简单的多级T型一分二等分功分器实现。对天线进行了仿真设计,仿真结果表明,天线的相对带宽为20.6％,比采用普通贴片形式实现的微带天线频带宽了近4倍,在中心频率处的增益为18.6 dBi,各项参数指标满足宽频带及高增益设计要求。对天线进行实物加工与测试,测试结果与仿真结果基本吻合。
　　3.详细介绍了微带天线小型化技术及实现方法;为了在减小尺寸情况下仍然保持微带贴片天线的高性能,提出了一款基于左手材料的新型小型化微带贴片天线。实验和仿真结果表明,所设计的微带贴片天线比传统的微带贴片天线在尺寸减小32.5%的情况下,仍然保持了传统微带贴片天线的电磁辐射特性。

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第一章 绪论

§1.1论文的目的及意义

§1.2微带天线及阵列天线的研究概况

§1.3左手材料在天线应用上的研究概况

§1.4本文的内容安排及主要工作

第二章 微带天线及左手材料的基本理论

§2.1微带天线的基本理论

§2.2微带天线的基本参数

§2.3微带天线分析方法

§2.4微带阵列天线技术

§2.5左手材料的基本理论及其特性

§2.6本章小结

第三章 S波段宽带微带天线阵的研究和设计

§3.1天线的设计指标要求

§3.2影响微带天线带宽的因素

§3.3阵元的设计

§3.4宽频带16单元平面微带天线阵

§3.5本章小结

第四章 基于左手材料的微带天线的设计

§4.1天线的设计目标

§4.2天线的小型化技术

§4.3左手材料的相位补偿性

§4.4左手材料的实现

§4.5基于左手材料天线的设计与分析

§4.6本章小结

第五章 工作总结及展望

§5.1工作总结

§5.2未来工作展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间主要研究成果