在無(wú)線通信系統(tǒng)中,天線作為電信號(hào)和電磁波之間的能量變換器件,廣泛應(yīng)用于各種無(wú)線通信設(shè)備中。隨著4G LTE(Long Term Evolution)移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展,以及無(wú)線移動(dòng)終端的發(fā)展趨向于小型化,設(shè)計(jì)能夠覆蓋多個(gè)LTE頻段的小型化天線逐漸成為業(yè)內(nèi)研究的熱點(diǎn)。本文對(duì)天線的多頻段技術(shù)和小型化技術(shù)進(jìn)行了深入的研究,在利用多輻射枝節(jié)技術(shù)產(chǎn)生多頻段的基礎(chǔ)上,采用了L型雙輻射枝節(jié)結(jié)構(gòu)和加載寄生貼片技術(shù)設(shè)計(jì)了一種多頻段小型化微帶天線。本文首先設(shè)計(jì)了能夠覆蓋TD-LTE工作頻段(1880-1920MHz,2300-2390MHz和2555-2655MHz)的L型雙枝節(jié)微帶天線,實(shí)現(xiàn)了微帶天線的多頻段應(yīng)用。在L型雙枝節(jié)微帶天線的基礎(chǔ)上,添加一種改進(jìn)L型寄生貼片。本文在L型寄生貼片的末端增加了一塊矩形輻射貼片,使得輻射枝節(jié)和寄生貼片之間的耦合電容增大,增加了天線的有效電長(zhǎng)度并縮小了天線的尺寸,從而使天線面積有效縮減了40%。在添加了改進(jìn)L型寄生貼片的基礎(chǔ)上,增加了一根短輻射枝節(jié)以修正加載寄生貼片所帶來(lái)的天線的頻率偏移。本文設(shè)計(jì)的天線符合TD-LTE無(wú)線技術(shù)對(duì)天線工作頻段和帶寬的要求,設(shè)計(jì)過(guò)程中使用了ANSOFT HFSS 15.0電磁仿真軟件對(duì)天線的設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化和改進(jìn),并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。最后將本文設(shè)計(jì)的天線制成實(shí)物,并通過(guò)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀和微波暗室對(duì)天線進(jìn)行了測(cè)試。論文設(shè)計(jì)的天線面積為32×15 mm~2,采用厚度為1mm的FR4介質(zhì)板材,天線占用的空間較小,能夠很好地集成到無(wú)線設(shè)備中。實(shí)測(cè)結(jié)果表明,天線在TD-LTE頻段的峰值增益在4dBi以上,效率大于70%。本文設(shè)計(jì)的多頻段LTE微帶天線在性能上基本達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)要求,在無(wú)線通信領(lǐng)域具有一定的工程使用價(jià)值。
【學(xué)位單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN822;TN929.5
【部分圖文】：

來(lái)越多的無(wú)線頻段由于現(xiàn)代電子信息技術(shù)的發(fā)展而獲得了大備增多而帶來(lái)的頻段堵塞現(xiàn)象，越來(lái)越多的無(wú)線設(shè)備要求能利用率。所以天線多頻段技術(shù)的研究是必然的，不僅能夠節(jié)源的利用效率。下面本文將對(duì)常見的幾種微帶天線的多頻段射枝節(jié)加載技術(shù)輻射枝節(jié)產(chǎn)生一個(gè)諧振頻率，而多枝節(jié)輻射技術(shù)的本質(zhì)是將組合，每個(gè)枝節(jié)產(chǎn)生一個(gè)諧振頻率，即多個(gè)枝節(jié)就使天線產(chǎn)段中，短枝節(jié)對(duì)應(yīng)高諧振頻率，長(zhǎng)枝節(jié)對(duì)應(yīng)低諧振頻率，在個(gè)輻射枝節(jié)在起作用。尺寸和功率之間的關(guān)系，采用多輻射枝節(jié)技術(shù)[25-28]的多頻段限制。這種方法設(shè)計(jì)的天線一般尺寸較大，不利于天線的小思路直接清晰，因此是多頻段天線設(shè)計(jì)中最常用的方法。

東南大學(xué)工程碩士學(xué)位論文[25]中就采用多分枝輻射技術(shù)設(shè)計(jì)了一款可以工作在GSM和LTE頻段的線布局簡(jiǎn)單緊湊，每個(gè)枝節(jié)分別對(duì)應(yīng)不同的輻射頻率，此外還加載了寄線大小的前提下，修正了天線的工作頻率和優(yōu)化了輻射特性，如圖 2-1多層輻射貼片疊加結(jié)構(gòu)輻射貼片疊加結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法是采用多層介質(zhì)板和多層輻射貼片進(jìn)行疊采用不同的介電常數(shù)，再利用多層貼片結(jié)構(gòu)構(gòu)成多個(gè)諧振器，從而產(chǎn)生。其中輻射貼片的工作頻段是由其電長(zhǎng)度所決定的，不同的輻射貼片由過(guò)耦合饋電的方式進(jìn)行饋電。下圖是這類天線的基本結(jié)構(gòu)。

圖 2-13 文獻(xiàn)[32]中的 C 型耦合饋電的多頻段天線導(dǎo)是利用在介質(zhì)基片的一個(gè)面上制作出中心導(dǎo)體帶，并在面，這樣就夠成了共面波導(dǎo)，又被稱作共面微帶傳輸線圖 2-14 共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)示意圖
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 史志瑋;小型化寬帶多層微帶貼片天線研究[D];西南交通大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 景躍騏;多頻段LTE手機(jī)天線研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

2 王剛;應(yīng)用于無(wú)線局域網(wǎng)的多頻微帶天線研究與設(shè)計(jì)[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

3 張欽欣;微帶天線的小型化技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2877440