【摘要】：為了提高和改善無線通訊系統(tǒng)中信號傳輸?shù)乃俣群唾|(zhì)量,移動通信標(biāo)準(zhǔn)不斷更替。這就促使無線系統(tǒng)中的主要部件—天線要更具兼容性。寬頻以及雙頻帶技術(shù)能夠覆蓋多個工作頻帶,因而能夠同時兼容多個通信標(biāo)準(zhǔn)。因此,對于雙頻以及寬頻帶天線的理論知識和設(shè)計方法的研究具有非常重要的實(shí)際意義。介質(zhì)諧振天線因其小體積、低損耗、高輻射效率等特點(diǎn)受到廣泛關(guān)注。對于傳統(tǒng)平面天線來說,當(dāng)工作頻率升高時,天線本身的歐姆損耗也會隨之惡化,這對天線性能會產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。然而,介質(zhì)諧振天線具有獨(dú)特且簡單的結(jié)構(gòu),因而幾乎不存在表面波損耗和歐姆損耗。因此,無論是在無線通訊領(lǐng)域還是毫米波雷達(dá)領(lǐng)域,介質(zhì)諧振天線都顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿�。本文主要設(shè)計了一種雙頻介質(zhì)諧振天線和兩種寬頻帶介質(zhì)諧振天線,可概括為:1.設(shè)計了一種新型雙頻介質(zhì)諧振天線�；谖_的Sierpinski分形結(jié)構(gòu),經(jīng)過兩次迭代,該修飾過的三角形介質(zhì)諧振天線可同時覆蓋兩個工作頻帶,并且具有寬帶特性。天線的整體尺寸為0.32λ×0.27λ×0.17λ(工作頻率為2.4GHz)或者0.47λ×0.43λ×0.24λ(工作頻率為3.5GHz),λ為天線在工作頻率處自由空間中的波長。實(shí)測結(jié)果表明,該天線-10dB相對阻抗帶寬分別為14.46%(2.25—2.60GHz)和27.78%(3.10—4.10GHz),可以完全覆蓋無線局域網(wǎng)(wireless local area network,WLAN)2.4—2.484GHz和全球微波互聯(lián)(worldwide interoperability for microwave access,WiMAX)3.4—3.69GHz。同時,天線在這兩個頻帶內(nèi)的最大增益分別為5.58dB和5.51dB。2.設(shè)計了一種寬頻帶矩形介質(zhì)諧振天線。該設(shè)計引入U型縫隙實(shí)現(xiàn)兩種功能:一是作為該矩形介質(zhì)諧振天線的饋電結(jié)構(gòu);二是同時作為有效的輻射單元。同時,增加寄生H型縫隙來改善阻抗匹配。介質(zhì)板和介質(zhì)諧振器之間增加了一層空氣間隙可以進(jìn)一步展寬帶寬。實(shí)測結(jié)果表明,該天線-10dB相對阻抗帶寬可達(dá)73.72%,最大增益為7.0dB。同時,天線的整體尺寸(包括地板)僅為0.71λ×0.71λ×0.17λ(λ為天線工作在中心頻率時的波長)。3.設(shè)計了一種低剖面寬帶介質(zhì)諧振天線。該設(shè)計采用多層結(jié)構(gòu),即上層為兩塊高介電常數(shù)(介電常數(shù)約為93)的介質(zhì)諧振器,中間層為低介電常數(shù)的介質(zhì)板,最下面一層為地板,從而實(shí)現(xiàn)低剖面和寬帶寬的特性。實(shí)測結(jié)果表明,天線的-10dB相對阻抗帶寬可達(dá)10.49%,并且在整個工作頻帶內(nèi)增益均大于6dB,交叉極化均小于-35dB。同時,該天線的整體高度僅為1.57mm或者0.039λ(λ是天線工作在中心頻率時的波長)。
[Abstract]:In order to improve the speed and quality of signal transmission in wireless communication system, mobile communication standards are constantly changing. This makes antenna, the main component of wireless systems, more compatible. Broadband and dual-band technologies can cover multiple operating bands, so they can be compatible with multiple communication standards at the same time. Therefore, it is of great practical significance to study the theoretical knowledge and design method of dual-band and broadband antennas. Dielectric resonant antenna is widely concerned because of its small size, low loss and high radiation efficiency. For the conventional planar antenna, the ohmic loss of the antenna itself will worsen when the operating frequency is increased, which will have a serious impact on the performance of the antenna. However, dielectric resonant antenna has a unique and simple structure, so there is almost no surface wave loss and ohmic loss. Therefore, dielectric resonant antennas show great potential in the field of wireless communication and millimeter wave radar. In this paper, a dual frequency dielectric resonant antenna and two kinds of broadband dielectric resonant antenna are designed, which can be summarized as follows: 1. A novel dual frequency dielectric resonant antenna is designed. Based on the perturbed Sierpinski fractal structure, after two iterations, the modified triangular dielectric resonant antenna can cover two working bands at the same time, and has broadband characteristics. The whole size of the antenna is 0.32 位 脳 0.27 位 脳 0.17 位 (working frequency is 2.4GHz) or 0.47 位 脳 0.43 位 脳 0.24 位 (working frequency is 3.5GHz), 位 is the wavelength of the antenna in the free space at the working frequency. The measured results show that the relative impedance bandwidth of the antenna-10dB is 14.46% (2.25-2.60GHz) and 27.78% (3.10-4.10GHz) respectively, which can completely cover the WLAN (wireless local area network,. (WLAN) 2.4-2.484GHz and Global Microwave Interconnection (worldwide interoperability for microwave access,WiMAX (3.4? 3.69 GHz). At the same time, the maximum gain of the antenna in these two bands is 5.58dB and 5.51dB.2, respectively. A broadband rectangular dielectric resonant antenna is designed. The design introduces U-shaped slot to realize two functions: one is the feed structure of the rectangular dielectric resonant antenna; the other is the effective radiation unit at the same time. At the same time, the parasitic H-gap is added to improve impedance matching. The addition of a layer of air gap between the dielectric plate and the dielectric resonator can further widen the bandwidth. The measured results show that the relative impedance bandwidth of the antenna-10dB is 73.72%, and the maximum gain is 7.0 dB. At the same time, the overall size (including the floor) of the antenna is only 0.71 位 脳 0.71 位 脳 0.17 位 (位 is the wavelength of the antenna at the central frequency). A low profile broadband dielectric resonant antenna is designed. The design adopts a multi-layer structure, that is, two dielectric resonators with high dielectric constant (about 93 dielectric constant) in the upper layer, a dielectric plate with low dielectric constant in the middle layer and a floor in the bottom layer, thus realizing the characteristics of low profile and wide bandwidth. The measured results show that the-10dB relative impedance bandwidth of the antenna can reach 10.49%, and the gain is more than 6 dB and the cross polarization is less than-35 dB in the whole operating band. At the same time, the overall height of the antenna is only 1.57mm or 0.039 位 (位 is the wavelength of the antenna operating at the center frequency).
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN822

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 魏峰,史小衛(wèi);介質(zhì)諧振天線的發(fā)展[J];電子科技;2003年23期

2 楊虹;劉哲;;一種新型介質(zhì)諧振天線設(shè)計[J];電子元件與材料;2012年05期

3 高艷華;張丹;張廣求;;一種采用同軸探針饋電的半球形介質(zhì)諧振天線[J];微波學(xué)報;2006年05期

4 耿林;王光明;張晨新;曾憲峰;;一種新型復(fù)合左右手負(fù)階諧振天線的設(shè)計[J];工程設(shè)計學(xué)報;2012年05期

5 王曉軍;;自制業(yè)余電臺定向諧振天線[J];電子制作;1999年09期

6 曹召煥;邢鋒;雷雪;;一種新型零階諧振天線小型化設(shè)計[J];信息工程大學(xué)學(xué)報;2012年02期

7 劉震國;葛志晨;;Fabry-Perot諧振天線研究綜述[J];現(xiàn)代雷達(dá);2009年09期

8 耿林;王光明;張晨新;周成;;基于新型復(fù)合左右手傳輸線的零階諧振天線[J];微波學(xué)報;2012年03期

9 劉震國;;初級饋源位置對Fabry-Perot諧振天線性能的影響[J];現(xiàn)代雷達(dá);2011年01期

10 張梅,吳國慶,伍勵濤;非全向介質(zhì)諧振天線的數(shù)值模擬[J];廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2000年04期

相關(guān)會議論文 前4條

1 唐明春;肖紹球;柏艷英;王多;劉昌榮;劉元柱;王秉中;;一種小型化的負(fù)介電常數(shù)零階諧振天線[A];2011年全國微波毫米波會議論文集（上冊）[C];2011年

2 韓壘;歐陽駿;楊峰;聶在平;周海京;;基于分?jǐn)嘟拥啬⒐叫徒Y(jié)構(gòu)的零階諧振天線[A];2009年全國天線年會論文集（上）[C];2009年

3 劉震國;;初級饋源位置對Fabry-Perot諧振天線性能的影響[A];2009年全國天線年會論文集（下）[C];2009年

4 劉建超;邵維;李啟飛;朱新岳;;基于復(fù)合左/右手傳輸線的小尺寸共面波導(dǎo)零階諧振天線[A];2011年全國微波毫米波會議論文集（上冊）[C];2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 王永鋒;寬帶、高增益介質(zhì)諧振天線研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 卜婷婷;介質(zhì)諧振天線及其陣列的研究[D];電子科技大學(xué);2015年

2 魏明;寬頻及雙頻介質(zhì)諧振天線的研究與設(shè)計[D];西安電子科技大學(xué);2014年

3 宮育蓉;無線通信中的超寬帶介質(zhì)諧振天線研究[D];電子科技大學(xué);2008年

4 王彩華;介質(zhì)諧振天線的帶寬增加技術(shù)[D];復(fù)旦大學(xué);2012年

5 朱玲玲;波束可重構(gòu)的Fabry-Perot諧振天線的設(shè)計[D];南京理工大學(xué);2014年

，

本文編號：2445583