隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展,射頻系統(tǒng)正向著小型化、集成化、多功能等方向發(fā)展。濾波天線作為天線和濾波器兩種重要元器件的集成,其不僅可以減小系統(tǒng)的尺寸,而且能在實現(xiàn)良好輻射特性的基礎(chǔ)上提高工作頻帶的選擇性與帶外抑制能力。本文對濾波天線的設(shè)計方法進行研究,并針對具體應(yīng)用設(shè)計了兩種性能優(yōu)良的微帶濾波天線。主要工作內(nèi)容如下:第一,闡述了濾波天線的研究現(xiàn)狀,并對濾波天線的兩種主要設(shè)計方法分別進行了分析與討論。同時,針對設(shè)計需求,對E型諧振器進行了奇偶模分析并設(shè)計了實例。第二,針對濾波天線在端射天線中的應(yīng)用,設(shè)計了一種寬帶準(zhǔn)八木濾波天線。首先通過一種新型饋電形式來對準(zhǔn)八木天線進行帶寬的展寬,然后通過平行耦合結(jié)構(gòu)引入E型諧振器以實現(xiàn)濾波響應(yīng)。該濾波天線具有較寬的帶寬、良好的端射性能與較高的邊沿選擇性,同時對二次諧波的抑制良好。第三,針對濾波天線在共口徑天線中的應(yīng)用,設(shè)計了一種雙頻正交極化共口徑微帶濾波天線陣列。首先利用E型諧振器通過饋電縫隙對微帶貼片進行耦合饋電,以實現(xiàn)一種寬帶高選擇性的天線單元。再分別選取不同的天線單元尺寸并采用兩種朝向相互垂直的耦合縫隙,從而得到兩種工作頻率不同并且具有相互正交極化的天... 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１在天線中級聯(lián)濾波器的設(shè)計實例??隨著針對濾波天線的研宄逐漸深入，最近有學(xué)者提出了將濾波器和天線進行綜合設(shè)??計的方法

?微帶濾波天線設(shè)計與應(yīng)用研宄??文獻［８］用一個ｒ型天線代替多階濾波器的最后一階諧振器，其結(jié)構(gòu)如圖１．２?（ａ）所??示。ｒ型天線既作為輻射單元，同時也被看作濾波器的最后一階。整個天線的反射系數(shù)??曲線與三階濾波器的回波損耗曲線類似，具有較高的選擇性，但是天線的增益較低。在??文獻［９］中，作者設(shè)計了一種同時具有高選擇性和良好諧波抑制能力的２ｘ２微帶濾波天線??陣列，其結(jié)構(gòu)如圖１．２?（ｂ）所示。整個濾波天線陣采用多層結(jié)構(gòu)，頂層為天線貼片，中??間的接地板上設(shè)置了縫隙，底層的濾波功分網(wǎng)絡(luò)由三個閉環(huán)諧振器和四個發(fā)夾型諧振器??組成。２ｘ２天線貼片不僅充當(dāng)輻射單元，也充當(dāng)諧振網(wǎng)絡(luò)的最后一階諧振器。該微帶濾??波天線陣列可以實現(xiàn)較寬的帶寬和較高的增益，但是由于容易產(chǎn)生寄生耦合從而耦合系??數(shù)的控制比較復(fù)雜。文獻［９］在普通微帶貼片天線的饋線上加載了半波長的平行耦合線

提高微帶端射天線的選擇性，濾除不需要的雜波，改善輻射性能。??文獻［１２１將一個雙面平行微帶線濾波器加載在微帶準(zhǔn)八木天線的饋線上，加載的位置??位于輻射偶極子與反射器之間，結(jié)構(gòu)如圖１．３所示。通過加載濾波器，該微帶準(zhǔn)八木天??線的邊沿選擇性和交叉極化抑制水平都有了較大的提高，同時天線的輻射特性與整體尺??寸幾乎沒有變化。但是該天線采用兩個端口饋電，不利于與其他電路的集成，并且雙層??結(jié)構(gòu)不利于實現(xiàn)小型化。同時，該天線的帶寬有限，相對帶寬只有約５．５％。??．■…?Ｌ?＾?Ｐｒｅｐｒｅｇｊ??ｊ??卜／＾?油ｓｔｒａｔｓｉ—，??．?＊３＞ｄ，?：：＝；：，??Ｄｉｒｅｃｔｏｒ??Ｉ?＾?ａ??Ｄｒｉｖｅｄ?＂￣ｒＤｒｌｖｅｒ??Ｆｉｎｅ，?＿ｌ２！?Ｄｏ：ｐＶｉ??１Ｕ?????ｆ?ｌ?？??Ｇｒｏｕｎｄ?＇?？?Ｉ?一＂?ｒＲｅｓＴｗ??１?％２??［Ｔｏｐ丨�。郏停耍祝椋澹欤幔澹�?［?Ｂｏｔｔｏｍ?丨ａｙｅｒ?０?＇?ｗｓ?ＧＩ３Ｔｏｐ?ｌａｙｅｒ?ＣＺ?Ｍｉｄｄｌｅ?ｌａｙｅｒ?ＥＺｉＢｏｔｔｏｍ?ｌａｙｅｒ??（ａ）整體結(jié)構(gòu)?（ｂ）濾波器結(jié)構(gòu)??圖１．３加載了濾波器的微帶端射天線??文獻％采用綜合設(shè)計的方法，利用一個多模的巴倫帶通濾波器對微帶準(zhǔn)八木天線進??行饋電從而引入了濾波響應(yīng)

【參考文獻】：
期刊論文
[1]加載諧振環(huán)的新型寬帶準(zhǔn)八木天線設(shè)計[J]. 謝鵬,王光明,李海鵬.  微波學(xué)報. 2017(02)
[2]雙頻帶圓極化緊湊型微帶貼片陣列天線設(shè)計[J]. 何艷,鄧長江,馮正和,楊虎.  國防科技大學(xué)學(xué)報. 2016(06)
[3]基于寬帶濾波巴倫的端射濾波天線[J]. 周彥,丁博.  海軍航空工程學(xué)院學(xué)報. 2016(04)
[4]改進型準(zhǔn)八木微帶天線[J]. 陳亞軍,章傳芳,徐志.  現(xiàn)代雷達. 2009(03)

博士論文
[1]多層結(jié)構(gòu)濾波器優(yōu)化及濾波器與天線集成設(shè)計[D]. 吳為軍.西安電子科技大學(xué) 2012
[2]雙頻段共孔徑微帶陣列天線研究[D]. 李民權(quán).安徽大學(xué) 2007

碩士論文
[1]濾波天線設(shè)計及其應(yīng)用研究[D]. 徐諾.南京理工大學(xué) 2017
[2]共口徑天線的研究與設(shè)計[D]. 宋航.電子科技大學(xué) 2016
[3]應(yīng)用于室內(nèi)分布系統(tǒng)的超薄寬帶天線設(shè)計[D]. 王波.西安電子科技大學(xué) 2015
[4]寬帶帶通濾波器研究[D]. 于英信.電子科技大學(xué) 2015
[5]應(yīng)用于WLAN的濾波天線設(shè)計[D]. 王坤.大連海事大學(xué) 2015
[6]微帶濾波天線的研究與設(shè)計[D]. 丁博.電子科技大學(xué) 2015
[7]無線通信系統(tǒng)中微波濾波器小型化研究[D]. 沈單.南京航空航天大學(xué) 2014
[8]四端口巴倫與平衡濾波器的研究及其小型化建模[D]. 相晉.西安電子科技大學(xué) 2013
[9]應(yīng)用于無線通信系統(tǒng)中的濾波天線設(shè)計[D]. 周曉軍.南京航空航天大學(xué) 2012
[10]具有濾波特性的超寬帶天線設(shè)計方法與研究[D]. 陳一林.南京航空航天大學(xué) 2010



本文編號：3419851