本文關鍵詞：高效率高方向性介質諧振器天線研究

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【摘要】：伴隨著信息網(wǎng)絡的更新?lián)Q代,人們步入了無線互聯(lián)時代。新一代的無線互聯(lián)技術將實現(xiàn)電子產品千兆比特速率的無線傳輸,可以使人們真正體會到高速無線傳輸帶來的便捷。這些新興的互聯(lián)技術的發(fā)展需要結合高效率、高集成、低功耗、低成本的無線系統(tǒng)設計。天線是無線通信系統(tǒng)中的重要組成部分,無線互聯(lián)技術利用天線技術,取代傳統(tǒng)的金屬互連線,實現(xiàn)了芯片內部或芯片之間的互聯(lián)。然而無線互聯(lián)的硅基片上天線存在效率低的嚴重問題,輻射方向的不同也會影響到天線的空間輻射效率。介質諧振器天線具有尺寸小、饋電方式多樣、輻射效率高,多模特性等優(yōu)點,是解決上述問題的合適天線單元。本文以介質諧振器天線作為輻射單元,針對天線的高效率和高方向性展開相關研究。論文首先介紹了研究背景及意義,總結了介質諧振器天線相關方面的國內外研究現(xiàn)狀。然后介紹了介質諧振器天線的基本理論,包括介質諧振器的基本參數(shù),圓柱形介質諧振器天線的分析方法,以及介質諧振器天線的饋電方式。其次,針對介質諧振器天線的高效率和高方向性技術,主要完成了如下工作:1.研究了60GHz硅基片上介質諧振器天線的效率問題,提出“鑰匙形”介質諧振器天線作為輻射單元,覆蓋了微帶傳輸線;同時在硅基中嵌入空氣腔,減少了耦合到硅基中損耗掉的能量,提高了輻射效率和饋電效率。在57~65GHz的帶寬范圍內,天線效率從4.5%~8%提高到了17%~22%。2.研究了介質諧振器天線在低次模工作條件下的高方向性輻射,設計了圓柱形、圓環(huán)形、圓環(huán)形附銅箔三種介質諧振器天線,通過改變介質諧振器內部的電場分布,分別得到了寬波束、窄波束和馬鞍形波束。3.研究了探針饋電介質諧振器天線的交叉極化抑制,通過在圓環(huán)形介質諧振器天線的內壁附加銅箔的,改變了電場分布。與普通圓環(huán)形介質諧振器天線相比,交叉極化電平降低了15d B,同時增益提高了0.5d B。4.研究了一種偏向輻射的介質諧振器天線設計,在偏離饋電一側穿孔并進行金屬孔化。通過分析優(yōu)化穿孔的大小與位置,實現(xiàn)了圓柱形介質諧振器天線穩(wěn)定的偏向輻射,在400MHz的帶寬內偏向輻射角度穩(wěn)定在36°~37°。
【關鍵詞】：介質諧振器天線 高效率 高方向性 交叉極化電平 偏向輻射
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN820
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 研究背景和意義9-10
• 1.2 介質諧振器天線的主要優(yōu)點10
• 1.3 介質諧振器天線的研究現(xiàn)狀10-14
• 1.4 本文主要研究內容14-15
• 第二章 介質諧振器天線相關理論15-28
• 2.1 介質諧振器的工作機理15-16
• 2.2 介質諧振器的基本參數(shù)16-18
• 2.2.1 介電常數(shù)ε16-17
• 2.2.2 品質因數(shù)Q17-18
• 2.2.3 諧振波長λ_018
• 2.3 圓柱形介質諧振器天線的分析方法18-22
• 2.3.1 圓柱形介質諧振器的內部場18-21
• 2.3.2 圓柱形DRA的輻射特性21-22
• 2.4 DRA的多種饋電方式22-27
• 2.4.1 微帶線直接耦合饋電22-24
• 2.4.2 同軸探針饋電24-25
• 2.4.3 微帶-槽耦合饋電25-26
• 2.4.4 共面波導饋電26-27
• 2.5 本章小結27-28
• 第三章 硅基片上的高效率介質諧振器天線28-45
• 3.1 硅基片上天線的效率分析30-31
• 3.2 不同的傳輸線結構在硅基片上的能量損耗31-35
• 3.3 “鑰匙形”介質諧振器天線35-44
• 3.3.1 介質層覆蓋微帶線的效果35-38
• 3.3.2 “鑰匙形”介質諧振器天線結構38-44
• 3.4 本章小結44-45
• 第四章 高方向性的介質諧振器天線45-56
• 4.1 現(xiàn)有不同波束寬度方向圖的獲得方法45
• 4.2 三種介質諧振器天線結構45-46
• 4.3 電流元的輻射方向圖46-48
• 4.3.1 電流元的場46-47
• 4.3.2 遠場區(qū)47
• 4.3.3 方向圖47-48
• 4.4 產生不同方向圖的原理分析48-50
• 4.5 仿真與測試結果的分析50-56
• 4.6 本章小結56
• 第五章 低交叉極化的探針饋電介質諧振器天線56-64
• 5.1 天線結構與原理分析57-59
• 5.1.1 天線結構57-58
• 5.1.2 原理分析58-59
• 5.2 仿真與測試結果的分析59-63
• 5.3 本章小結63-64
• 第六章 介質諧振器天線的偏向輻射研究64-74
• 6.1 現(xiàn)有的天線偏向輻射的研究64-65
• 6.2 實現(xiàn)偏向輻射的介質諧振器天線結構65
• 6.3 參數(shù)的優(yōu)化與分析65-70
• 6.3.1 孔距d對天線性能的影響65-67
• 6.3.2 孔徑R_2對天線性能的影響67-70
• 6.4 仿真與實驗結果70-73
• 6.5 本章小結73-74
• 第七章 總結與展望74-76
• 7.1 全文總結74-75
• 7.2 研究與展望75-76
• 參考文獻76-81
• 致謝81-82
• 攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文82-83
• 附件83-85

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 龔波;楊雪霞;;一種波束可調的平面印刷八木天線[J];上海大學學報(自然科學版);2014年01期

2 李元新,龍云亮;一種新型頻率固定相控波束掃描的微帶漏波天線[J];微波學報;2003年04期

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本文編號：765642