本文關鍵詞：印制寬帶天線和雙通帶濾波器的研究

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【摘要】：在微波毫米波通信系統(tǒng)中,天線發(fā)揮著非常重要的作用。隨著天線行業(yè)的迅速發(fā)展,人們對天線的小型化、寬頻帶、高增益等方面均提出了更高的要求。由于圓極化和雙極化天線具有較強的抗干擾性,在民用基站和衛(wèi)星通信系統(tǒng)中具有廣泛應用。因此,研究和設計此類天線是目前的研究熱點之一。濾波器在微波毫米波通信系統(tǒng)中起到連接天線與后端放大電路的重要作用,其選頻特性對接收系統(tǒng)性能具有較大影響。多通帶濾波器可有效濾除干擾信息,在多個通帶內(nèi)實現(xiàn)信號傳輸,可用于Wideband Code Division Multiple Access(WCDMA)和Wireless Local Area Network(WLAN)系統(tǒng)中。因此,研究高性能、小型化、多頻帶的濾波器也是非常有必要的。本文正是在這種背景下提出的,主要研究了兩款圓極化與雙極化天線,并分別基于并聯(lián)諧振方式和階梯阻抗諧振(Stepped Impedance Resonator,SIR)方式設計了兩款可覆蓋WLAN系統(tǒng)工作頻段的雙通帶濾波器。首先,將兩個貼片振子垂直交叉耦合,并在天線底部利用相位差為90°的微帶功分網(wǎng)絡饋電,設計了一款圓極化天線。該天線可在1.75~2.5 GHz頻段內(nèi)實現(xiàn)天線軸比小于3dB,相對帶寬達35%,有效拓展了天線軸比帶寬。其次,對該圓極化天線進行改進,通過在其頂部增加寄生貼片,設計了一款3dB軸比帶寬為1.1~1.7 GHz的新型圓極化天線,其相對帶寬可達42.8%,同時降低了天線剖面。再次,根據(jù)Vivaldi天線原理,設計了一款可覆蓋S波段的雙極化天線,該天線可在1.5~3.6 GHz頻段內(nèi)實現(xiàn)S11小于-15 dB,相對帶寬可達82.3%。最后,通過對微帶濾波器理論進行深入分析,研究并設計了兩款不同結(jié)構(gòu)的雙通帶濾波器。分別為:并聯(lián)諧振器型雙通帶濾波器(通帶為2.35~2.50 GHz和5.05~5.35 GHz)與改進型SIR雙通帶濾波器(通帶為2.35~2.56 GHz和5.11~5.33 GHz)。這兩種雙通帶濾波器均可覆蓋WLAN通信系統(tǒng)的2.4 GHz和5.2 GHz工作頻段,并可實現(xiàn)信號在兩通帶內(nèi)的良好傳輸。另外,本文還對以上設計成果進行了實驗研究,完成了器件的實物加工與測試。其實驗結(jié)果與仿真結(jié)果良好吻合,進一步驗證了結(jié)果的正確性與有效性。
【關鍵詞】：雙極化 圓極化 微帶天線 雙通帶濾波器 寬頻帶 小型化
【學位授予單位】：華僑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN713;TN821.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-19
• 1.1 研究背景及意義8-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 微帶天線研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.2 微帶濾波器研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 研究內(nèi)容及創(chuàng)新點16-17
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)安排17-19
• 第2章 基本原理19-32
• 2.1 微帶天線基本原理19-24
• 2.1.1 微帶天線結(jié)構(gòu)及分析方法19-20
• 2.1.2 微帶天線極化理論20-24
• 2.2 微波濾波器基本原理24-28
• 2.2.1 單通帶濾波器基本理論24-26
• 2.2.2 雙通帶濾波器基本理論26-28
• 2.3 仿真軟件基本原理28-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第3章 圓極化天線設計32-54
• 3.1 圓極化微帶天線理論分析32-34
• 3.1.1 圓極化天線單元分析32-33
• 3.1.2 圓極化天線綜合分析33-34
• 3.2 圓極化微帶天線仿真設計34-47
• 3.2.1 天線單元仿真設計34-42
• 3.2.2 饋電網(wǎng)絡仿真設計42-44
• 3.2.3 圓極化天線綜合仿真設計44-47
• 3.3 圓極化天線實驗研究47-53
• 3.3.1 圓極化天線測試方法47-48
• 3.3.2 圓極化天線測試結(jié)果48-53
• 3.4 本章小結(jié)53-54
• 第4章 S波段雙極化VIVALDI天線設計54-66
• 4.1 VIVALDI天線理論分析54-56
• 4.1.1 脊線理論分析54-55
• 4.1.2 饋線理論分析55-56
• 4.2 VIVALDI天線仿真設計56-60
• 4.2.1 單極化Vivaldi天線仿真設計56-57
• 4.2.2 雙極化Vivaldi天線仿真設計57-60
• 4.3 VIVALDI天線實驗研究60-64
• 4.4 本章小結(jié)64-66
• 第5章 雙通帶濾波器設計66-78
• 5.1 基于奇偶模諧振器的雙通帶濾波器設計66-70
• 5.1.1 奇偶模諧振器理論分析66-69
• 5.1.2 奇偶模諧振器雙通帶濾波器仿真設計69
• 5.1.3 奇偶模諧振器雙通帶濾波器實驗研究69-70
• 5.2 基于SIR諧振器的雙通帶濾波器設計70-77
• 5.2.1 SIR諧振器理論分析72-73
• 5.2.2 SIR諧振器雙通帶濾波器仿真設計73-75
• 5.2.3 SIR諧振器雙通帶濾波器實驗研究75-77
• 5.3 本章小結(jié)77-78
• 第6章 結(jié)論與展望78-80
• 參考文獻80-86
• 致謝86-88
• 個人簡歷、在學期間發(fā)表的學術論文及研究成果88

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本文編號：719539