本文關鍵詞：Sub 1GHz小型化印刷天線的研究與實現(xiàn)

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【摘要】：近年來,無線通信技術的快速發(fā)展對無線通信設備提出了微型化的新要求,然而,許多Sub 1GHz的無線通信設備雖然在電路系統(tǒng)上實現(xiàn)了微型化,但天線卻仍然沿用傳統(tǒng)的大尺寸外置天線,這無疑成為了Sub 1GHz無線通信設備小型化發(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)勢的印刷天線逐漸成為了無線通信領域的重要課題。本文詳細闡述了印刷天線的小型化技術,并對印刷天線的性能參數(shù)、輻射原理等關鍵技術進行了重點研究。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印刷天線的結構特點和設計要求。在印刷天線基本理論的研究基礎上,本文汲取了國內(nèi)外學者多年的研究經(jīng)驗,借用Ansoft HFSS工具從印刷天線的結構層面出發(fā),設計了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構方案,470MHz采用梳子形結構方案,780MHz采用傳統(tǒng)的蛇形結構方案。設計過程中,本文從理論上深入分析了三種印刷天線的結構參數(shù)對天線性能的影響,并采用曲流技術和無源加載技術實現(xiàn)了三者的小型化設計。仿真結果表明,433MHz、470MHz和780MHz印刷天線在諧振頻點的回波損耗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)仿真結果設計了天線實物,并采用矢量網(wǎng)絡分析儀測試了天線的回波損耗,實測結果與仿真結果吻合。為了進一步驗證天線的輻射性能,本文設計了分別加載三種印刷天線的無線通信設備,即基于SI4463的433MHz、470MHz無線通信節(jié)點和基于ATRF212的780MHz無線通信節(jié)點,并利用微波暗室測試環(huán)境驗證了天線良好的輻射特性。最后,本文測試了三種無線通信設備的有效通信距離,其中433MHz、470MHz和780MHz無線通信設備的有效通信距離分別為250m、200m和250m,間接驗證了天線優(yōu)良的實用性。本文的研究成果將為繞射能力更強的Sub 1GHz頻段無線通信系統(tǒng)的應用拓寬道路。
【學位授予單位】：重慶郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN820

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本文編號：1267089