本文關(guān)鍵詞：Sub 1GHz小型化印刷天線的研究與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：近年來(lái),無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展對(duì)無(wú)線通信設(shè)備提出了微型化的新要求,然而,許多Sub 1GHz的無(wú)線通信設(shè)備雖然在電路系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)了微型化,但天線卻仍然沿用傳統(tǒng)的大尺寸外置天線,這無(wú)疑成為了Sub 1GHz無(wú)線通信設(shè)備小型化發(fā)展最主要的制約因素之一。為此,面向Sub 1GHz且具有低成本、微型化等先天優(yōu)勢(shì)的印刷天線逐漸成為了無(wú)線通信領(lǐng)域的重要課題。本文詳細(xì)闡述了印刷天線的小型化技術(shù),并對(duì)印刷天線的性能參數(shù)、輻射原理等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了重點(diǎn)研究。此外,本文還深入分析了偶極子與單極子天線、蛇形印刷天線和倒F印刷天線的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求。在印刷天線基本理論的研究基礎(chǔ)上,本文汲取了國(guó)內(nèi)外學(xué)者多年的研究經(jīng)驗(yàn),借用Ansoft HFSS工具從印刷天線的結(jié)構(gòu)層面出發(fā),設(shè)計(jì)了433MHz、470MHz和780MHz三種頻段的小型化印刷天線。其中,433MHz印刷天線采用雙層蛇形結(jié)構(gòu)方案,470MHz采用梳子形結(jié)構(gòu)方案,780MHz采用傳統(tǒng)的蛇形結(jié)構(gòu)方案。設(shè)計(jì)過(guò)程中,本文從理論上深入分析了三種印刷天線的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)天線性能的影響,并采用曲流技術(shù)和無(wú)源加載技術(shù)實(shí)現(xiàn)了三者的小型化設(shè)計(jì)。仿真結(jié)果表明,433MHz、470MHz和780MHz印刷天線在諧振頻點(diǎn)的回波損耗S11分別為-24dB、-24.4dB和-16dB,有效增益分別為-4.14dB、-6.23dB和1.77dB,天線的最終占用面積分別為20*35mm2、20*40mm2和16*37mm2。此外,本文根據(jù)仿真結(jié)果設(shè)計(jì)了天線實(shí)物,并采用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試了天線的回波損耗,實(shí)測(cè)結(jié)果與仿真結(jié)果吻合。為了進(jìn)一步驗(yàn)證天線的輻射性能,本文設(shè)計(jì)了分別加載三種印刷天線的無(wú)線通信設(shè)備,即基于SI4463的433MHz、470MHz無(wú)線通信節(jié)點(diǎn)和基于ATRF212的780MHz無(wú)線通信節(jié)點(diǎn),并利用微波暗室測(cè)試環(huán)境驗(yàn)證了天線良好的輻射特性。最后,本文測(cè)試了三種無(wú)線通信設(shè)備的有效通信距離,其中433MHz、470MHz和780MHz無(wú)線通信設(shè)備的有效通信距離分別為250m、200m和250m,間接驗(yàn)證了天線優(yōu)良的實(shí)用性。本文的研究成果將為繞射能力更強(qiáng)的Sub 1GHz頻段無(wú)線通信系統(tǒng)的應(yīng)用拓寬道路。
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN820

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本文編號(hào)：1267089