本文關(guān)鍵詞：三極化電容加載縫隙天線的研究

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【摘要】：多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output:MIMO)技術(shù)在發(fā)射功率和頻寬不變的條件下,可以成倍提高通信系統(tǒng)的容量。多極化MIMO技術(shù)能有效地利用空間自由度,在相同體積內(nèi),三極化通信系統(tǒng)能獲得單極化通信系統(tǒng)三倍的信道容量。為實現(xiàn)多極化MIMO系統(tǒng),多極化天線的設(shè)計顯得至關(guān)重要。本文研究了三極化電容加載縫隙天線,主要工作如下。(1)提出了一種電容加載的槽線傳輸線,該傳輸線在縫隙間加載電容,可以減低槽線的特性阻抗和降低槽線主模的相速,為天線的小型化奠定基礎(chǔ)。(2)提出來一種電容加載的縫隙天線。該天線組合了電容加載低阻槽線和普通槽線,形成階躍阻抗縫隙天線,減小了天線的電長度;同時在縫隙周圍導(dǎo)體面上加入了周期性的短截縫,進(jìn)一步減小了天線的電長度。仿真分析了電容加載位置、短截縫尺寸等參數(shù)對天線性能的影響,并在此基礎(chǔ)上優(yōu)化出了一組尺寸,并手動調(diào)節(jié)電容的加載位置以彌補(bǔ)仿真時的誤差。研制的小型化電容加載縫隙天線,其外框長寬分別為35mm和30mm,中心縫隙長寬分別為30mm和2mm。實測的工作頻點為2.43GHZ,帶寬為150MHZ,2.4GHz整個E面的主極化與交叉極化比大于10dB。此小型化天線可以應(yīng)用于對體積有限制的場景。(3)提出了微帶饋電的三極化共址電容加載縫隙天線,此三極化天線結(jié)構(gòu)對稱。研制的微帶饋電三極化共址電容加載縫隙天線的工作頻帶為2.3GHz-2.43GHz,測量帶寬為130MHz,天線各端口間的隔離度為-25.1dB,整個E面上,主極化與交叉極化比均大于10dB。此天線適用于極化純度和隔離度要求較高的場景,尤其是散射較為豐富的環(huán)境中的極化分集應(yīng)用。本文設(shè)計的小型化多極化天線具有較高的極化純度和隔離度,輻射方向性圖完整,有利于提高M(jìn)IMO系統(tǒng)子信道之間的隔離度,提高系統(tǒng)的性能。
【關(guān)鍵詞】：三極化 縫隙天線 電容加載 MIMO 小型化
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN823.24
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 研究意義8-9
• 1.2 研究歷史和現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 多極化天線技術(shù)的發(fā)展9-12
• 1.2.2 縫隙天線的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 論文主要工作和安排14-16
• 第二章 電容加載縫隙天線的基本原理16-30
• 2.1 多極化天線的性能參數(shù)16-19
• 2.1.1 多端口天線的S參數(shù)16-17
• 2.1.2 天線的方向圖17-18
• 2.1.3 天線的帶寬18
• 2.1.4 天線的極化18-19
• 2.2 縫隙天線基本原理19-23
• 2.2.1 縫隙天線輻射機(jī)理19-22
• 2.2.2 縫隙天線的饋電方式22-23
• 2.2.3 縫隙天線帶寬23
• 2.3 階躍阻抗諧振器23-26
• 2.3.1 傳輸線諧振器24
• 2.3.2 階躍阻抗諧振器24-26
• 2.4 電容加載槽線26-28
• 2.4.1 加載電容的低阻抗槽線26-27
• 2.4.2 電容加載階躍阻抗諧振器27-28
• 2.5 天線間的互耦28-29
• 2.5.1 互耦28
• 2.5.2 天線的互耦對方向圖的影響28-29
• 2.6 本章小結(jié)29-30
• 第三章 微帶耦合饋電的縫隙天線30-49
• 3.1 天線單元的研究分析30-33
• 3.1.1 介質(zhì)基片的選擇30
• 3.1.2 饋電方式的選擇30
• 3.1.3 基本縫隙天線單元的結(jié)構(gòu)30-31
• 3.1.4 基本縫隙天線單元的性能31-33
• 3.2 加載電容階躍阻抗的縫隙天線33-35
• 3.2.1 加載電容的縫隙天線結(jié)構(gòu)33-35
• 3.2.2 加載電容的縫隙天線的實物圖35
• 3.3 加載電容縫隙天線的參數(shù)掃描和分析35-41
• 3.3.1 短截縫隙長度對性能影響35-37
• 3.3.2 短截縫隙周期對性能影響37-38
• 3.3.3 短截縫隙寬度與周期比對性能影響38-39
• 3.3.4 加載電容的值對諧振頻率影響39-40
• 3.3.5 加載電容的個數(shù)對諧振頻率的影響40
• 3.3.6 電容加載位置對性能影響40-41
• 3.4 加載電容的手動調(diào)試41-45
• 3.4.1 電容加載位置和個數(shù)的調(diào)試42-43
• 3.4.2 饋線長度和位置的調(diào)試43-45
• 3.5 加載電容的縫隙天線的性能45-47
• 3.5.1 天線的S參數(shù)45-46
• 3.5.2 天線方向圖46-47
• 3.6 本章小結(jié)47-49
• 第四章 三極化縫隙天線49-57
• 4.1 引言49
• 4.2 三極化縫隙天線的設(shè)計49-52
• 4.2.1 三極化縫隙天線的結(jié)構(gòu)49-50
• 4.2.2 三極化縫隙天線的S參數(shù)和方向圖50-52
• 4.3 加載電容階躍阻抗的三極化縫隙天線52-55
• 4.3.1 加載電容階躍阻抗三極化天線結(jié)構(gòu)圖52-53
• 4.3.2 三極化加載電容縫隙天線S參數(shù)和方向圖53-55
• 4.4 本章小結(jié)55-57
• 第五章 總結(jié)與展望57-59
• 參考文獻(xiàn)59-62
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間申請的專利62-63
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目63-64
• 致謝64

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本文編號：915250