【摘要】：信息科技的發(fā)展日新月異,人們對通信系統(tǒng)的要求日益增長,射頻系統(tǒng)器件數(shù)量、現(xiàn)代通訊電子設(shè)備數(shù)量均有大幅度提升,通信系統(tǒng)承載空間不足的問題也越來越受到國內(nèi)外研究人員的重視。因此,開展可重構(gòu)天線技術(shù)的研究和應(yīng)用,通過將單個天線設(shè)計成為多個天線的功能集合體來簡化通信系統(tǒng)的電磁環(huán)境,具有較強研究價值。毫米波通信應(yīng)用范圍廣泛,在當(dāng)前乃至未來的通信系統(tǒng)研究領(lǐng)域中有著舉足輕重的地位。本論文主要開展應(yīng)用于5G通信的毫米波方向圖可重構(gòu)天線以及毫米波頻率可重構(gòu)天線的研究。首先,論文對毫米波可重構(gòu)天線的研究意義、60GHz頻段天線的特點以及當(dāng)前研究的現(xiàn)狀進行了簡要介紹,并對毫米波可重構(gòu)天線設(shè)計中所需要的關(guān)鍵技術(shù)原理,如微帶天線設(shè)計基礎(chǔ)、可重構(gòu)天線所需要的MEMS開關(guān)的基本原理等進行了系統(tǒng)地闡述。其次,研究并設(shè)計了一款工作于60GHz頻段的毫米波方向圖可重構(gòu)天線。在研究天線主輻射貼片和寄生貼片上電流分布的基礎(chǔ)上,綜合考慮波束掃描范圍及天線其他性能,對天線頂部耦合貼片的陣列結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計。結(jié)果表明天線可達到???????????-????,,,,,,1359045030030共9個方向的波束轉(zhuǎn)移,且在9種模式下的帶寬均可覆蓋60GHz通信系統(tǒng)所要求的57GHz-64GHz頻率范圍,各模式下增益穩(wěn)定在8.13dBi以上,較好地實現(xiàn)了方向圖重構(gòu)特性。最后,研究并設(shè)計了一款工作于Ka波段的毫米波頻率可重構(gòu)天線。通過分析微帶貼片天線諧振頻率公式,找出影響該頻率可重構(gòu)天線工作頻點的關(guān)鍵因子,并通過仿真軟件對天線結(jié)構(gòu)進行設(shè)計仿真并測試,結(jié)果表明天線可以在高頻點39.1GHz和低頻點26.2GHz兩個頻點來回切換,且兩種模式下的方向圖、增益沒有很大變化,較好地實現(xiàn)了頻率重構(gòu)特性。并針對本文所設(shè)計的頻率可重構(gòu)天線的尺寸仿真了一款MEMS開關(guān),根據(jù)其仿真結(jié)果,驗證了在天線設(shè)計過程中使用開關(guān)理想模型代替真實開關(guān)進行仿真的可行性。同時將所設(shè)計的頻率可重構(gòu)天線進行開關(guān)與天線一體化的仿真分析,使仿真結(jié)果更加真實有效,更利于將來的整體加工制造。
【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】：TN820;TN929.5
【圖文】：

士學(xué)位論文 可重構(gòu)天線研究現(xiàn)狀構(gòu)天線的諸多優(yōu)點使得近年來國內(nèi)外學(xué)者對方向究工作，當(dāng)前常見的方向圖可重構(gòu)天線可以分為以2-15]，開關(guān)為接地類型的結(jié)構(gòu)[16-18]及陣列結(jié)構(gòu)[19-20]。計了一款分形結(jié)構(gòu)的方向圖可重構(gòu)天線。天線結(jié)構(gòu)為兩部分，一部分為兩側(cè)的分形結(jié)構(gòu)，一部分為中正方形貼片，兩端的分形結(jié)構(gòu)為三階 Hilbert 曲線貼片產(chǎn)生激勵，兩側(cè)的分形結(jié)構(gòu)通過開關(guān)與中央貼，天線的表面電流也會產(chǎn)生變化，從而實現(xiàn)方向圖

天線的表面電流也會產(chǎn)生變化，從而實現(xiàn)方向圖可圖 1.1 方向圖可重構(gòu)平面分形天線結(jié)構(gòu)圖]中的天線結(jié)構(gòu)如圖 1.2 所示。該天線由兩部分組成：一中央的六邊形貼片和兩側(cè)的寄生結(jié)構(gòu)組成，寄生結(jié)構(gòu)貼片；另一部分是與寄生單元相連的接地開關(guān)。該天線六邊形貼片進行饋電，通過控制開關(guān)通斷來改變天線的

1.3 陣列結(jié)構(gòu)的方向圖可重構(gòu)天線結(jié)構(gòu)圖種類型的方向圖可重構(gòu)天線外，公部分可重構(gòu)天線的研究都是在低頻段工藝和加工精度的原因，這方面的究更為匱乏，目前只有在文獻[24]中2015 年隆德大學(xué)的 Bondarik 等人提線。天線的結(jié)構(gòu)如圖 1.4，該天線有縫隙耦合的饋電結(jié)構(gòu)，中層的矩形貼貼片產(chǎn)生耦合，九個寄生貼片之間加察其對天線輻射方向圖的影響。最到了 7.3dBi。

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本文編號：2803030