本文關(guān)鍵詞：應(yīng)用于通信系統(tǒng)中的寬頻帶小型化介質(zhì)天線研究

  更多相關(guān)文章： 移動(dòng)通信系統(tǒng) 介質(zhì)諧振器 寬頻帶 小型化 超材料 CSRR

【摘要】：隨著大數(shù)據(jù)以及電子商務(wù)的興起,移動(dòng)通信技術(shù)的飛快發(fā)展,人們的工作和生活質(zhì)量得到了很大改善。近年來(lái),LTE技術(shù)發(fā)展日趨成熟。2013年4G牌照的下發(fā),使LTE技術(shù)能夠大規(guī)模應(yīng)用于移動(dòng)終端,移動(dòng)通信發(fā)展全面進(jìn)入4G時(shí)代�，F(xiàn)如今全球4G建設(shè)規(guī)劃方興未艾,5G通信研究已開(kāi)始興起。未來(lái)的移動(dòng)通信將趨于高頻傳輸、高數(shù)據(jù)傳輸速率、高頻譜利用率以及高密集網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展。天線作為移動(dòng)終端和基站的組成器件,在移動(dòng)通信系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。最近幾年,介質(zhì)諧振器天線因其體積小、重量輕、無(wú)表面波損耗等優(yōu)點(diǎn)而備受矚目,它能夠獲得比傳統(tǒng)微帶天線更高的增益,極大地增強(qiáng)了信號(hào)的接收和發(fā)射強(qiáng)度。本文結(jié)合實(shí)際需要,采用介質(zhì)諧振器結(jié)構(gòu)研究和設(shè)計(jì)了應(yīng)用于2G、3G、4G的寬頻帶小型化天線,以及應(yīng)用于5G的均勻直線陣天線。本文受國(guó)家自然科學(xué)基金資助,對(duì)超材料、天線寬頻帶小型化以及5G天線進(jìn)行了下列研究工作：(1)研究并設(shè)計(jì)了兩款寬頻帶介質(zhì)諧振器天線。第一款在圓柱形介質(zhì)諧振器上蝕刻四個(gè)對(duì)稱矩形槽來(lái)增加天線帶寬,并在此基礎(chǔ)上插入接地金屬圓柱進(jìn)一步展寬帶寬。此外設(shè)計(jì)一款同軸饋電的n形介質(zhì)諧振器天線。兩款天線均能兼容PCS/UMTS/WLAN/LTE等通信頻段,并且具有比微帶天線更高的增益。(2)研究并設(shè)計(jì)了兩款小型化介質(zhì)諧振器天線。第一款在開(kāi)槽圓柱形介質(zhì)天線中間插入接地金屬片,天線變成半圓柱形結(jié)構(gòu)尺寸減小了50%。并在金屬片上加載超材料CSRR結(jié)構(gòu),令天線在小型化的同時(shí)能夠兼容更多頻段。第二款通過(guò)增大諧振器介電常數(shù)的方法實(shí)現(xiàn)n形天線的小型化。雖然天線的帶寬變窄了,但是體積減小到原來(lái)的八分之一。并且兩款天線的增益均為5.5dB左右。(3)研究了介質(zhì)諧振器天線在5G通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。首先設(shè)計(jì)一款工作于28GHz的半圓柱介質(zhì)諧振器天線單元。其次設(shè)計(jì)了一款1分8的威爾金森功分器結(jié)構(gòu),與單元組成8單元均勻直線陣天線來(lái)提高增益。該天線的增益由原來(lái)的6.63dB增加到15dB,頻帶寬度達(dá)到2GHz,較好地滿足5G通信要求。
【關(guān)鍵詞】：移動(dòng)通信系統(tǒng) 介質(zhì)諧振器 寬頻帶 小型化 超材料 CSRR
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN820
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 英文縮略詞9-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 課題研究背景及其意義13-14
• 1.2 介質(zhì)諧振器天線14-15
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-19
• 1.3.1 移動(dòng)終端介質(zhì)諧振器天線的研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3.2 5G通信的研究現(xiàn)狀18-19
• 1.4 本論文的組織架構(gòu)以及主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)19-21
• 第二章 介質(zhì)諧振器天線的理論基礎(chǔ)21-33
• 2.1 引言21
• 2.2 矩形介質(zhì)諧振器天線的理論基礎(chǔ)21-25
• 2.3 圓柱形介質(zhì)諧振器天線的理論基礎(chǔ)25-26
• 2.4 介質(zhì)諧振器天線的結(jié)構(gòu)分類26-28
• 2.4.1 縫隙耦合饋電26-27
• 2.4.2 同軸探針饋電27-28
• 2.5 全波三維電磁仿真軟件HFSS的介紹28-30
• 2.6 天線的主要參數(shù)30-32
• 2.6.1 天線的工作頻段和帶寬30-31
• 2.6.2 天線的參數(shù)31-32
• 2.7 本章小結(jié)32-33
• 第三章 基于圓柱形和矩形DRA的寬頻帶研究33-52
• 3.1 引言33
• 3.2 實(shí)現(xiàn)DRA寬頻帶的主要研究方法33-34
• 3.3 縫隙耦合饋電的開(kāi)槽圓柱形DRA的寬帶化研究34-40
• 3.3.1 開(kāi)槽結(jié)構(gòu)圓柱形DRA的設(shè)計(jì)方案34-35
• 3.3.2 天線結(jié)構(gòu)及其參數(shù)35-36
• 3.3.3 天線參數(shù)分析36-40
• 3.4 引入接地金屬圓柱的開(kāi)槽圓柱形DRA的寬帶化研究40-45
• 3.4.1 天線結(jié)構(gòu)41
• 3.4.2 天線的參數(shù)及其優(yōu)化41-45
• 3.5 同軸饋電的n形DRA的寬帶化研究45-51
• 3.5.1 天線結(jié)構(gòu)及其參數(shù)46-47
• 3.5.2 天線參數(shù)仿真結(jié)果47-51
• 3.6 本章小結(jié)51-52
• 第四章 介質(zhì)諧振器天線的小型化研究52-66
• 4.1 引言52
• 4.2 實(shí)現(xiàn)DRA的小型化的主要研究方法52
• 4.3 圓柱形DRA的小型化實(shí)現(xiàn)方法52-56
• 4.3.1 天線結(jié)構(gòu)53-54
• 4.3.2 天線參數(shù)的優(yōu)化分析54-56
• 4.4 CSRR結(jié)構(gòu)在小型化圓柱形DRA中的研究56-60
• 4.4.1 開(kāi)口諧振環(huán)(SRR)技術(shù)在天線中的應(yīng)用56-57
• 4.4.2 加載CSRR的天線結(jié)構(gòu)57-58
• 4.4.3 天線的仿真結(jié)果58-60
• 4.5 n形介質(zhì)諧振器天線的小型化實(shí)現(xiàn)方法60-64
• 4.5.1 天線結(jié)構(gòu)及其參數(shù)60
• 4.5.2 天線小型化的研究過(guò)程以及仿真60-64
• 4.6 本章小結(jié)64-66
• 第五章 應(yīng)用于5G移動(dòng)通信系統(tǒng)的介質(zhì)天線研究66-80
• 5.1 引言66-67
• 5.2 單元天線設(shè)計(jì)67-71
• 5.2.1 單元天線的結(jié)構(gòu)及其仿真優(yōu)化67-68
• 5.2.2 天線參數(shù)的仿真優(yōu)化68-70
• 5.2.3 天線在28GHz諧振頻率處的增益70-71
• 5.3 均勻直線陣天線的高增益設(shè)計(jì)71-79
• 5.3.1 天線饋電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)72-74
• 5.3.2 饋電網(wǎng)絡(luò)的具體結(jié)構(gòu)74-76
• 5.3.3 8單元天線結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及仿真76-79
• 5.4 本章小結(jié)79-80
• 第六章 總結(jié)與展望80-82
• 6.1 本文的主要工作總結(jié)80
• 6.2 未來(lái)工作展望80-82
• 參考文獻(xiàn)82-88
• 致謝88-89
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果89

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