【摘要】：隨著無(wú)線通信系統(tǒng)的發(fā)展,結(jié)構(gòu)緊湊,重量輕,多功能成為射頻前端新的發(fā)展趨勢(shì)。傳統(tǒng)上,射頻前端的各部分器件如天線,濾波器都是單獨(dú)設(shè)計(jì)的,信號(hào)的發(fā)射與接收由天線完成,而濾波器負(fù)責(zé)信號(hào)選擇。濾波器通常是由與天線諧振頻率相同的諧振器組成的。天線與濾波器通過(guò)50歐姆傳輸線和匹配網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)。由于天線,濾波器,匹配網(wǎng)絡(luò)的帶寬不同,在工作頻帶的邊緣可能無(wú)法匹配,導(dǎo)致回波損耗增大,天線性能降低。雙工濾波天線將天線作為濾波器的最后一階諧振器,能夠?qū)崿F(xiàn)具有濾波特性的天線,增加帶寬和提升頻率選擇性。無(wú)線通信系統(tǒng)的另外一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是諧波產(chǎn)生的干擾�？梢栽O(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的濾波網(wǎng)絡(luò)抑制或消除這些諧波。為了提升增益,可以設(shè)計(jì)天線陣列,天線陣列需要合適的饋電網(wǎng)絡(luò)以指定的幅度與相位激勵(lì)每個(gè)輻射單元。傳統(tǒng)的天線陣列通常引入四分之一波長(zhǎng)傳輸線和匹配短截線用于阻抗匹配,使的饋電網(wǎng)絡(luò)十分龐大和復(fù)雜。引入濾波功分網(wǎng)絡(luò)可以舍棄這些龐大復(fù)雜的匹配網(wǎng)絡(luò),進(jìn)一步降低天線的體積和損耗。因此本文針對(duì)具有濾波特性的雙工天線,具有諧波抑制的雙工濾波天線,高集成度雙工濾波天線陣列進(jìn)行了研究,完成了以下三款天線的設(shè)計(jì)工作:1、提出了一款基于T形諧振器具有諧波抑制的雙工濾波天線,采用堆疊貼片實(shí)現(xiàn)了雙頻同極化輻射特性,兩個(gè)T形諧振器分別在信號(hào)發(fā)射通道和信號(hào)接收通道耦合饋電堆疊貼片。利用四分之一波長(zhǎng)短路線在高次模頻率處產(chǎn)生的傳輸零點(diǎn),抑制掉了天線的偶數(shù)倍諧波,同時(shí)由于整個(gè)天線采用耦合饋電,能量只有在T形諧振器兩個(gè)模式以及天線模式都諧振的頻率處才能傳遞到貼片,提升了帶外抑制。與傳統(tǒng)的貼片天線相比,該天線具有更寬的帶寬、更穩(wěn)定的頻帶增益和良好的諧波抑制性能。2、提出了一款基于T形諧振器的具有諧波抑制的雙工濾波天線陣列。本章采用發(fā)卡形諧振器通過(guò)地板上的槽耦合激勵(lì)微帶貼片實(shí)現(xiàn)雙頻同極化輻射特性,兩個(gè)T形諧振器既作為濾波電路,又作為天線陣列的功率分配網(wǎng)絡(luò)。由此提高了天線陣列的集成度,減小了天線陣列的體積。此外,天線陣列還實(shí)現(xiàn)了諧波抑制的特性。3、提出了一款基于SLR的雙工濾波天線陣列。通過(guò)貼片與發(fā)卡形諧振器強(qiáng)耦合形成雙頻輻射單元,以偶模激勵(lì)枝節(jié)加載諧振器實(shí)現(xiàn)濾波與功率分配功能,實(shí)現(xiàn)功分網(wǎng)絡(luò)與濾波網(wǎng)絡(luò)復(fù)用,提升了天線陣列的集成度,減小了天線陣列的體積。天線實(shí)現(xiàn)了良好的頻率選擇形,提高了增益平坦度,提升了帶寬與端口隔離度。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN713;TN820
【圖文】：

后以此為基礎(chǔ)展開(kāi)對(duì)雙工濾波天線及陣列的研究。因此本節(jié)研究現(xiàn)狀將依次從濾波天線，雙工天線兩個(gè)方向展開(kāi)。1.2.1 濾波天線濾波天線采用將天線與濾波電路聯(lián)合設(shè)計(jì)，不僅能夠擴(kuò)寬阻抗帶寬，提升頻率選擇性，更能夠使增益具有濾波特效，提升增益平坦度和帶外抑制。一般的設(shè)計(jì)思路是將整個(gè)天線視作一個(gè)多階濾波器，而輻射體作為整個(gè)濾波器的最后一階諧振器，然后利用濾波器設(shè)計(jì)理論去設(shè)計(jì)天線。1.2.1.1 單頻濾波天線文獻(xiàn)[2]中，Chun-Xu Mao 等人用一個(gè)平面倒 F 天線(PIFA：Planar Inverted-F Antenna)激勵(lì)一個(gè)微帶貼片。兩個(gè)槽被引入實(shí)現(xiàn)陷波以抑制 3 倍頻處的諧波，又因?yàn)?PIFA 本身能夠抑制偶數(shù)倍頻諧波，天線獲得了良好的帶外抑制。天線實(shí)現(xiàn)了 3 階濾波特性，阻抗帶寬為 10%，阻帶達(dá)基頻的 4 倍。濾波天線的結(jié)構(gòu)如圖 1-1 所示，S 參數(shù)如圖 1-2 所示。

后以此為基礎(chǔ)展開(kāi)對(duì)雙工濾波天線及陣列的研究。因此本節(jié)研究現(xiàn)狀將依次從濾波天線，雙工天線兩個(gè)方向展開(kāi)。1.2.1 濾波天線濾波天線采用將天線與濾波電路聯(lián)合設(shè)計(jì)，不僅能夠擴(kuò)寬阻抗帶寬，提升頻率選擇性，更能夠使增益具有濾波特效，提升增益平坦度和帶外抑制。一般的設(shè)計(jì)思路是將整個(gè)天線視作一個(gè)多階濾波器，而輻射體作為整個(gè)濾波器的最后一階諧振器，然后利用濾波器設(shè)計(jì)理論去設(shè)計(jì)天線。1.2.1.1 單頻濾波天線文獻(xiàn)[2]中，Chun-Xu Mao 等人用一個(gè)平面倒 F 天線(PIFA：Planar Inverted-F Antenna)激勵(lì)一個(gè)微帶貼片。兩個(gè)槽被引入實(shí)現(xiàn)陷波以抑制 3 倍頻處的諧波，又因?yàn)?PIFA 本身能夠抑制偶數(shù)倍頻諧波，天線獲得了良好的帶外抑制。天線實(shí)現(xiàn)了 3 階濾波特性，阻抗帶寬為 10%，阻帶達(dá)基頻的 4 倍。濾波天線的結(jié)構(gòu)如圖 1-1 所示，S 參數(shù)如圖 1-2 所示。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 林嫻靜;雙工天線的研究[D];華南理工大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 薛嘉興;基于多層堆疊微帶貼片的雙工濾波天線陣列研究[D];華南理工大學(xué);2018年

2 張培升;基于開(kāi)路枝節(jié)帶阻濾波器的雙工天線研究[D];華南理工大學(xué);2017年

本文編號(hào)：2716987