【摘要】：隨著我國航空航天事業(yè)的發(fā)展,以及移動通信技術(shù)逐漸進(jìn)入5G時代,對通信設(shè)備的性能要求越來越苛刻。而天線作為通信系統(tǒng)中的重要組成部分,其性能的優(yōu)劣直接決定了系統(tǒng)整體的工作狀態(tài)。現(xiàn)在通信系統(tǒng)從單一性能逐漸轉(zhuǎn)化為多功能、多頻段、多場景的趨勢越來越明顯,因此天線的尺寸成為設(shè)計(jì)天線時重點(diǎn)考慮的指標(biāo)之一。低剖面天線由于在共形、降低空氣阻力等方面具有明顯優(yōu)勢,在空間通信領(lǐng)域一直是研究的重點(diǎn),而隨著通信技術(shù)發(fā)展,在移動通信領(lǐng)域也逐漸成為熱點(diǎn)。無線系統(tǒng)的多頻段工作已經(jīng)成為主流,這對天線間的抗干擾提出了更高的要求,傳統(tǒng)的濾波器系統(tǒng)與天線系統(tǒng)級聯(lián)的設(shè)計(jì)由于對系統(tǒng)尺寸和性能會產(chǎn)生的巨大影響,所以濾波天線的設(shè)計(jì)作為系統(tǒng)的小型化設(shè)計(jì),也越來越得到重視。本文主要對低剖面天線和濾波天線這兩種小型化天線的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究,主要內(nèi)容為:1.本文對目前通信技術(shù)的研究趨勢進(jìn)行了介紹,對小型化天線研究的重要性進(jìn)行了分析,對天線設(shè)計(jì)的基本參數(shù)、人工磁導(dǎo)體材料的原理、濾波器的設(shè)計(jì)原理等進(jìn)行了介紹。從低剖面圓極化天線和濾波天線兩個角度進(jìn)行了小型化天線的設(shè)計(jì)。2.低剖面圓極化天線的設(shè)計(jì)。本文基于AMC材料的同相反射帶隙特性設(shè)計(jì)了一款低剖面寬帶圓極化天線。本設(shè)計(jì)中的天線單元采用電磁偶極子天線,從而保證了最終天線具有比較寬的帶寬。在設(shè)計(jì)中提出了一種側(cè)邊鍍銅的設(shè)計(jì)提高了天線的軸比性能,實(shí)現(xiàn)了寬軸比的設(shè)計(jì)。3.濾波天線的設(shè)計(jì)。本文利用小型化諧振器原理設(shè)計(jì)了兩款尺寸小、阻帶寬的小型化寬阻帶濾波器,并基于這兩種濾波器設(shè)計(jì)了兩款尺寸小、高頻抑制頻帶寬的濾波天線。在設(shè)計(jì)過程中,對濾波器和天線的互相影響進(jìn)行了研究,并實(shí)現(xiàn)了濾波天線工作頻帶的可調(diào)。
【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】：2018
【分類號】：TN828
【圖文】：

[1-2]。圖1.1 利用交叉偶極子天線設(shè)計(jì)的圓極化天線人工磁導(dǎo)體（Artificial magnetic conductor，AMC）[3-4]的出現(xiàn)使天線剖面過高的問題具有了一定的解決之道。高阻抗表面的反射相位會隨著頻率變化在-180°與180°之間變化，在實(shí)際應(yīng)用時，通常認(rèn)為反射相位在±90°之間的頻段即為人工磁導(dǎo)體的同相反射帶隙，將其作為天線的反射板時，天線可以靠近高阻抗表面放置，從而突破四分之一波長的限制，大大降低天線的整體高度。目前已有大量的科研工作者對基于 AMC 結(jié)構(gòu)的低剖面偶極子圓極化天線進(jìn)行了研究，基于 AMC 結(jié)構(gòu)和偶極子天線設(shè)計(jì)的圓極化天線主要采用以下兩種方法：1. 利用 AMC 結(jié)構(gòu)的極化選擇特性這種方法一般采用極化敏感型的周期單元來實(shí)現(xiàn) x 方向和 y 方向的反射相位差，將單個偶極子天線置于其表面之上，就可以實(shí)現(xiàn)某些頻段的圓極化輻射[5-6]。采用這種方法設(shè)計(jì)的圓極化天線具有極低的剖面高度

(a) (b)圖1.2 低剖面單偶極子圓極化天線(a)結(jié)構(gòu)照片(b)軸比測量結(jié)果(a) (b)圖1.3 交叉偶極子低剖面圓極化天線(a)結(jié)構(gòu)圖(b)S11 和軸比結(jié)果2. 利用 AMC 結(jié)構(gòu)的同相反射帶隙特性這類天線的圓極化輻射由交叉偶極子天線實(shí)現(xiàn)，AMC 結(jié)構(gòu)主要是用來降低天線的剖面高度[7-8]。如圖 1.3 所示為文獻(xiàn)[7]中設(shè)計(jì)的低剖面圓極化天線，采用交叉偶極子天線，利用環(huán)形移相結(jié)構(gòu)使兩天線的輸入相位差相差 90°，從而實(shí)現(xiàn)交叉偶極子天線的圓極化輻射，最后利用 AMC 結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)低剖面的設(shè)計(jì),其剖面高度為 0.05λ0，由于圓環(huán)結(jié)構(gòu)僅在較窄的頻段內(nèi)可實(shí)現(xiàn) 90°左右的相位差，因此這類圓極化的方式同樣具有帶寬較窄的問題

西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文極化天線的設(shè)計(jì)難點(diǎn)相反射帶隙特性的研究已經(jīng)趨于成熟，但存在帶寬較窄的問題，也有學(xué)者設(shè)計(jì)了寬結(jié)構(gòu)又增加了天線的高度[9]。因此，如何在圓極化天線的設(shè)計(jì)，是本文的難點(diǎn)。綜述的研究現(xiàn)狀主要采用以下三類方法：節(jié)諧振器改造為天線的輻射部分

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2743907