發(fā)布時間：2021-09-11 10:20

　　微帶天線近年來關(guān)注度較大,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的微帶天線有厚度小,完全與機體表面共形,易實現(xiàn)極化抑制干擾等優(yōu)點,滿足天線在多功能性上的需求。因此,本論文圍繞微帶天線小尺寸、寬頻帶與多頻段方法展開分析,提出了四款新型單極微帶天線。同時,研究了粒子群算法及其在微帶天線中的應(yīng)用,通過改進的PSO算法優(yōu)化天線,從而得到性能較好的單極微帶天線。論文的工作如下:1、對PSO算法進行剖析與改進。分析了算法原理、關(guān)鍵參數(shù)和研究難點,并提出一種調(diào)整慣性權(quán)重PSO算法,即根據(jù)上下輪迭代的適應(yīng)度變化情況來調(diào)整慣性權(quán)重,選擇6種常用測試函數(shù)尋最優(yōu)解以驗證其性能。另外,給出了改進PSO算法優(yōu)化天線設(shè)計的方法。2、分析微帶天線結(jié)構(gòu)并歸納出單極微帶天線的小尺寸、多頻段與寬頻化技術(shù),利用現(xiàn)有的技術(shù)設(shè)計4款新型單極微帶天線。第一款天線采用開口方形單極子天線,通過輻射單元加載枝節(jié)（1/2環(huán)形、1/4環(huán)形和條形）和接地板加載縫隙實現(xiàn)天線雙頻特性,又利用改進PSO算法對其優(yōu)化來擴展帶寬,使得單極微帶天線兩頻段分別擴展了37.5%（3.5-4.6GH）和26%（5.1-8GHz）。該天線占用的體積較小,可適用于WiMAX和C波段通信系統(tǒng)。... 

【文章來源】：東華大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

三頻平面單極子微帶天線

一個開縫的饋電帶線和改進的接地板。由仿真的 2.1GHz、3.6GHz 和5.5GHz 的表面電流密度可看出，左側(cè)臂和開縫饋線同時激發(fā)了天線在 2.05-2.26GHz 頻段內(nèi)的輻射場，而右側(cè)主要是產(chǎn)生上頻帶 4.89-9.11GHz 的電磁場輻射，中頻帶 3.41-3.82GHz 由整個天線結(jié)構(gòu)產(chǎn)生，該天線覆蓋 Wi-Fi/WLAN/WiMAX系統(tǒng)頻段。王遠洋[14]提出了 RFID 讀寫器的雙頻微帶天線設(shè)計，通過加載 E 型寄生片耦合和利用過孔結(jié)構(gòu)實現(xiàn) 2.45GHz 和 5.8GHz 雙頻功能，且 2.45GHz 的諧振長度由 /2縮小至 /4，因此天線尺寸減小了，縮減比例為 33%，如圖 1.2 所示。T. Bhandari and S. Baudha[15]設(shè)計了一種新型 UWB（Ultra-Wide Band）單極微帶天線，結(jié)構(gòu)緊湊的天線幾何形狀如圖 1.3 所示。該天線由矩形輻射貼片、 加載兩個對稱半環(huán)形寄生貼片和挖有兩個非對稱凹槽的接地板組成，天線頻率范圍為2.82-12.39GHz，包含了 S 波段、C 波段及 X 波段。A. Chrysler 等[16]提出了一款Ka 波段（26GHz）2×2 子陣列天線，由微帶貼片天線構(gòu)成，貼片上下方有兩個對角型截角，以實現(xiàn)圓極化特性，如圖 1.4 所示。此外，用于子陣列的新型緊湊型微帶饋電網(wǎng)絡(luò)在 26 GHz 時的尺寸比傳統(tǒng)子陣列尺寸減小了近 60％。該子陣列可構(gòu)件更大 N×N 元件陣列，作用于衛(wèi)星通信的反射器饋電。

結(jié)構(gòu)緊湊的天線幾何形狀如圖 1.3 所示。該天線由矩形輻射貼片、 加載兩個對稱半環(huán)形寄生貼片和挖有兩個非對稱凹槽的接地板組成，天線頻率范圍為2.82-12.39GHz，包含了 S 波段、C 波段及 X 波段。A. Chrysler 等[16]提出了一款Ka 波段（26GHz）2×2 子陣列天線，由微帶貼片天線構(gòu)成，貼片上下方有兩個對角型截角，以實現(xiàn)圓極化特性，如圖 1.4 所示。此外，用于子陣列的新型緊湊型微帶饋電網(wǎng)絡(luò)在 26 GHz 時的尺寸比傳統(tǒng)子陣列尺寸減小了近 60％。該子陣列可構(gòu)件更大 N×N 元件陣列，作用于衛(wèi)星通信的反射器饋電。圖 1.1 三頻平面單極子微帶天線 圖 1.2 RFID 讀寫器的雙頻微帶天線

【參考文獻】：
期刊論文
[1]新型雙頻全向Alford環(huán)微帶天線[J]. 許唐紅,詹珍賢,胡帥帥.  無線電工程. 2019(03)
[2]一種短路加載層疊式雙頻雙極化微帶天線[J]. 王崇惜,鄧淑英.  通信技術(shù). 2019(02)
[3]一種新型四陷波超寬帶天線的設(shè)計[J]. 吳玲,夏應(yīng)清,李蕾,姜遙歌.  華中師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(05)
[4]非線性遞減慣性權(quán)重的簡化粒子群算法[J]. 張志宇,白云霞.  咸陽師范學(xué)院學(xué)報. 2017(02)

博士論文
[1]感性加載的小型化天線和極寬帶天線分析與設(shè)計[D]. 鞏冰.西安電子科技大學(xué) 2013

碩士論文
[1]基于分解的自適應(yīng)多目標粒子群算法[D]. 朱玉菲.青島大學(xué) 2018
[2]基于超材料的新型微帶天線設(shè)計與研究[D]. 于凱.哈爾濱工程大學(xué) 2017
[3]寬帶多模天線設(shè)計研究[D]. 曾慧靈.電子科技大學(xué) 2017
[4]RFID讀寫器微帶天線的研究[D]. 王遠洋.長春理工大學(xué) 2017
[5]多頻樹形微帶天線的設(shè)計與研究[D]. 鐘小清.云南師范大學(xué) 2016



本文編號：3392827