【摘要】：隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展,通信頻段資源日漸短缺,對于能高速率傳遞信號的天線需求也變得日益迫切。因此,如何充分利用有限的頻譜資源,改善無線通信的傳輸速率和質(zhì)量至關(guān)重要。雙極化天線是由兩個正交的線極化天線組成,在空間上的相關(guān)性最小,可以有效節(jié)省單個線極化天線的數(shù)量以及提高頻譜利用率。同時,這種天線不僅可以解決收發(fā)天線極化方向之間的不匹配,還可以處理多徑衰落問題。此外,雙極化天線的極化方式屬于極化分集的一種,還可降低天線系統(tǒng)整體的成本。事實上,雙極化基站天線在通信系統(tǒng)中承擔著關(guān)鍵的環(huán)節(jié),并且天線性能與整個通信網(wǎng)絡的覆蓋質(zhì)量息息相關(guān)。目前,一體化的基站天線已經(jīng)引起了廣泛關(guān)注,其中減小輻射單元的剖面是天線小型化的關(guān)鍵之一,并且在小型化的同時如何提高天線陣元間的隔離度對雙極化天線而言也至關(guān)重要。本課題旨在探討低剖面、高隔離度的雙極化天線以及降低端口間互耦的方法。本文的研究內(nèi)容包括:第一,論文首先綜述了近些年來基站天線和雙極化天線的研究情況和發(fā)展歷史,并對天線的輻射原理、電路參數(shù)以及輻射參數(shù)進行了簡要闡述,以二元陣為例,導出了方向圖乘法原理和一維直線陣的陣列因子。第二,設計了一款低剖面高隔離的雙極化天線單元,即水平極化采取H型縫隙耦合饋電,垂直極化則利用探針饋電的方法�？紤]到天線的隔離度問題,利用槽線寬帶匹配巴倫對單元采用差分饋電,而且給出了理論分析以及仿真設計的詳細過程。其結(jié)果為:水平極化和垂直極化工作頻段分別為2.43-2.5 GHz、2.4-2.53GHz,VSWR1.5,隔離度超過62.7 dB,符合天線單元的設計需求。第三,基于上述單元,設計并仿真了一副陣間距是0.5λ_0(λ_0為2.45 GHz的自由空間波長)1×8雙極化直線陣列,隨后詳細討論了互耦的來源以及去耦技術(shù)。本文采取中和線去耦,相鄰陣元的同相去耦效果達到21.4 dB,陣元內(nèi)隔離度優(yōu)于40.3dB。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN820;TN92
【圖文】：

電子科技大學碩士學位論文抑制了多徑衰落，提高了信道容量。雙極化天線是同時處在收發(fā)雙工模式下的一種天線技術(shù)。按極化方式來分類，常見形式有±45°或水平極化、垂直極化兩副極化方向相互正交的天線。雙極化方形貼片天線作為實際應用中最為常見的類型，其工作于 TM10、TM01模式，在當前研究和應用領(lǐng)域受到高度關(guān)注。1988 年，C. H. Tsao 等人報道的雙極化微帶貼片天線[4]，通過在地板刻蝕十字耦合縫隙，兩端口饋電網(wǎng)絡共用一層介質(zhì)基板，但要獲得高隔離度性能需要增加一個空氣橋，這加大了實際實現(xiàn)的復雜度。此后，F(xiàn). F. Dubrovka 等人把一對矩形槽排成 T 型，這樣做的目的有利于降低兩個矩形槽之間的耦合，改善兩端口間的隔離，其中隔離度可達 40 dB[5]。為減小矩形縫隙長度，并降低交叉極化水平，1999年 S. Hienonen 等人設計的基于 H 型縫隙，可以有效代替?zhèn)鹘y(tǒng)的矩形縫隙[6]，實現(xiàn)高隔離度特性，且這種結(jié)構(gòu)有助于提升縫隙與貼片之間的耦合，如圖 1-1 所示。

圖 1-2 雙極化槽天線結(jié)構(gòu)圖2011 年，J. Lu 等人提出了一種十字縫隙饋電的高隔離雙極化天線[9]，如。該天線具有對稱的饋電網(wǎng)絡，并采用多層介質(zhì)基板堆疊技術(shù)，來改隔離度。微帶線饋電結(jié)構(gòu)簡單且易于實現(xiàn)，末端做成凹字型，以降低單元邊緣的耦合強度，從而進一步改善端口極化隔離度。所設計的天4 GHz 至 3.6 GHz，兩個饋電端口的回波損耗 S11、S22在 3.3 GHz 至 3范圍內(nèi)優(yōu)于-10 dB，輸入阻抗頻帶寬達 500 MHz，對應的 VSWR ≤ 2 的寬大于 14%。在 3.4 GHz 至 3.6 GHz 頻率范圍，天線的兩個正交極化的達至 50 dB，其增益范圍為 8.98 到 9.32 dB。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 趙后亮;尹家賢;;一種新型寬帶雙極化微帶貼片天線的設計[J];雷達科學與技術(shù);2013年02期

2 梁仙靈,鐘順時,汪偉;高隔離度雙極化微帶天線直線陣的設計[J];電子學報;2005年03期

本文編號：2736429