【摘要】：近年來無線通信網(wǎng)絡(luò)密度不斷增加,設(shè)備之間通信呈多元化,傳統(tǒng)的星型網(wǎng)逐漸向網(wǎng)狀網(wǎng)發(fā)展,使得單點對多點的通信散區(qū)不斷擴大。傳統(tǒng)的線極化天線由于對天線方向性要求高的缺點制約了無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,采用圓極化天線可以很好地解決這一難題。其中圓極化微帶天線由于其低剖面、易集成、抗干擾強、方向性不敏感等眾多優(yōu)勢,更是被廣泛研究。但普通圓極化微帶天線帶寬窄的缺點限制了其應(yīng)用。為此,設(shè)計寬頻帶圓極化微帶天線成為無線通信等領(lǐng)域的重要研究課題。本文詳細闡述了微帶天線和圓極化物理特性,重點提出了兩款寬帶圓極化微帶天線,一款是共面波導(dǎo)(CPW)饋電的寬帶圓極化微帶天線,另一款是寬縫隙臨近耦合饋電的寬帶圓極化微帶天線。每款天線都從結(jié)構(gòu)分析、模型建立、主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對天線性能的影響、天線帶寬的優(yōu)化等幾個方面進行了著重研究,并在最后對天線進行了實物制作,給出了每款天線的仿真結(jié)果與回波損耗實測結(jié)果。設(shè)計的CPW饋電的寬帶圓極化微帶天線,占用面積為40*40mm~2,是由“人型”饋電端、接地板、單層介質(zhì)基板構(gòu)成的,其中“人型”饋電端左上角和右下角的“L型”微帶條構(gòu)成該圓極化微帶天線的簡并分離單元,通過調(diào)整饋電端的微擾枝節(jié)激發(fā)正交模來輻射圓極化波。仿真結(jié)果表明:該天線諧振頻點為2.45GHz,天線的最大增益為2.7dBi,-10dB阻抗帶寬覆蓋了從2200MHz至3400MHz共1200MHz,相對帶寬達到了約42.8%。天線3dB軸比帶寬覆蓋了從2250MHz至2600MHz共350MHz,相對帶寬約為14.4%。使用網(wǎng)絡(luò)分析儀對天線實物進行了阻抗帶寬的測試,測試結(jié)果顯示天線實際阻抗帶寬覆蓋范圍為2250MHz至3400MHz,共1150MHz,滿足頻寬要求。并搭載到無線通信設(shè)備上進行了通信距離測試,正常通信的距離為150米左右。接下來采用寬縫隙臨近耦合饋電的方法進一步擴展圓極化微帶天線的帶寬。該天線的占用面積為41*41mm~2,主要由天線底部的微帶饋線、頂部的輻射貼片和介質(zhì)基板構(gòu)成。該天線的諧振模是通過頂部輻射片兩個90°“L型”結(jié)構(gòu)激發(fā),最終輻射圓極化波。仿真結(jié)果顯示:該天線最大增益為3dBi,提高了0.3dB,阻抗帶寬覆蓋了2050MHz至3900MHz共1850MHz,提高了650MHz。3dB軸比帶寬覆蓋了從2100MHz至2600MHz共500MHz,提高了150MHz。天線的測試結(jié)果表明:阻抗帶寬覆蓋了從1800MHz至3900MHz共2100MHz,相比提高了950MHz。該天線搭載到無線通信設(shè)備上通信距離可以達到200米。本文設(shè)計的兩款寬帶圓極化微帶天線滿足寬頻帶要求,同時具有較好的雙向圓極化輻射能力和一定的實際應(yīng)用價值,為后續(xù)圓極化微帶天線的寬帶化研究提供了一種解決方案。
【圖文】：

圖 2.5 線極化和圓極化以及橢圓極化電場矢量隨時間變化軌跡電場矢量的旋轉(zhuǎn)是有方向的，與圓極化天線的結(jié)構(gòu)有關(guān)系著天線輻射電磁波的方向上觀察，當(dāng)觀察到電場在順時針的就是右旋圓極化波，，觀察到電場在逆時針旋轉(zhuǎn)時，天線

天線實物圖
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN822

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 胡明春,杜小輝,李建新;寬帶寬角圓極化貼片天線的實驗研究[J];電子學(xué)報;2002年12期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 李雪慧;新型圓極化天線技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

2 沈麗燕;RFID標(biāo)簽天線印刷技術(shù)的研究[D];江南大學(xué);2013年

3 洪振;寬帶/雙頻帶圓極化微帶縫隙天線設(shè)計[D];西安電子科技大學(xué);2012年

本文編號：2679007