【摘要】：天線作為電子系統(tǒng)的前端組成部分,在整個(gè)系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。為了適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的飛速發(fā)展,研究如何能讓天線在更寬的頻率范圍內(nèi)達(dá)到更加穩(wěn)定的電性能指標(biāo)已經(jīng)是無線系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。同時(shí)隨著大規(guī)模集成電路的不斷發(fā)展,天線的小型化設(shè)計(jì)顯然具有十分重要的實(shí)際意義。另外,天線的穩(wěn)定性和可靠性也都是很重要的性能指標(biāo),加載天線罩可以使天線免受環(huán)境的干擾,但天線罩會(huì)對(duì)天線的性能產(chǎn)生影響。因此,研究如何減小天線罩對(duì)天線的影響具有十分重要的實(shí)際應(yīng)用。本文具體研究內(nèi)容如下:(1)寬帶小型化介質(zhì)諧振器天線的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。依據(jù)諧振腔的輻射原理,本文采用了疊層結(jié)構(gòu)的介質(zhì)諧振器天線作為研究對(duì)象。通過使用特殊結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)單層寬帶介質(zhì)諧振器天線,并采用疊層結(jié)構(gòu)、開空氣孔的方法來實(shí)現(xiàn)寬帶化以及高介電常數(shù)的介質(zhì)壁來實(shí)現(xiàn)天線的小型化,最終天線的工作頻帶范圍為4GHz~12GHz。將設(shè)計(jì)的天線單元組陣并放入天線罩內(nèi)進(jìn)行仿真,通過改變天線陣列的結(jié)構(gòu)來進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),發(fā)現(xiàn)角度改變對(duì)天線的性能影響較大。(2)寬帶小型化Vivaldi天線的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。依據(jù)非頻變天線的設(shè)計(jì)原理,本文采用了異面結(jié)構(gòu)的對(duì)踵Vivaldi天線作為研究對(duì)象。通過加載技術(shù)、優(yōu)化天線形狀結(jié)構(gòu)以及特殊的介質(zhì)基板等方法來設(shè)計(jì)了一款微帶線饋電的Vivaldi天線,最終天線的工作頻帶范圍為2GHz~18GHz。將設(shè)計(jì)的天線單元組陣并放入天線罩內(nèi)進(jìn)行仿真,通過改變天線陣列的結(jié)構(gòu)來進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)天線進(jìn)行加工,測試結(jié)果與仿真相吻合。(3)超材料吸波體的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。由于天線罩對(duì)天線的性能產(chǎn)生影響,本文采用在天線罩內(nèi)加載吸波材料來優(yōu)化天線的方向圖性能。首先,根據(jù)吸波原理采用多層結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了一款寬帶的超材料吸波體,其在7GHz~18GHz的頻帶范圍內(nèi)吸波率都達(dá)到了90%。其次,在天線罩內(nèi)加入普通的ECC吸波材料進(jìn)行仿真分析,發(fā)現(xiàn)在低頻部分天線的性能得到優(yōu)化,但超過9GHz的范圍性能不佳。最后,將設(shè)計(jì)的超材料吸波體應(yīng)用在高頻范圍,仿真發(fā)現(xiàn)天線的性能得到一定優(yōu)化。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN820

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本文編號(hào)：2588452