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多频段天线与超宽带天线的研究与设计

作　者: 厉志强
导　师: 阮成礼
学　校: 电子科技大学
专　业: 无线电物理
关键词: 双频天线小型化多频段天线超宽带带阻天线单周脉冲源
分类号: TN822
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着社会的发展,无线通信在人们生活中发挥着愈来愈重要的作用。天线作为无线通信中必不可少的部分也得到了飞速发展。目前的通信天线主要向着小型化、多频段、宽带化发展,以及最近发展起来的时域方向。无线局域网(WLAN)天线,WiMAX天线,超宽带UWB天线和时域天线等所有天线辐射本质原理相同。我们研究天线的目的是研究新技术、新方法,使天线能够更好的满足特定频段,特定场合下的实际应用。本论文的四个设计工作重点分别在第二、三、四、五章中给出。第二章中创新设计出一种极小型的WLAN双频段天线。天线的尺寸只有12×28×1mm3,是本人所阅读范围内杂志报道的同类天线的33%。天线的主要辐射部分采用两个连接的同心开口环,产生了满足WLAN(2.4/5.2/5.8)频段的谐振。在微带馈线上添加开路微带臂可以很好的调节高谐振频段。天线测量-10dB带宽在2.44GHz处为2.37-2.51 GHz,在5.34GHz处为4.86-6.09 GHz,天线的方向图显示天线有很好的辐射特性。第三章中运用新技术设计了一种加耦合谐振枝节的多频段天线。天线的直接辐射贴片和耦合谐振枝节保证其满足WLAN(2.4/5.2/5.8GHz)和WiMAX(3.6GHz)共四个频段的应用要求。天线制作在尺寸只有30×36×1mm3聚四氟乙烯基板上。辐射贴片有效的利用了介质基板的两个金属面,使天线变的紧凑。测量得出天线小于-10dB回波损耗的频率范围为2.3-2.536 GHz.4.67-6.11 GHz和3.15-3.94 GHz三个部分,很好的覆盖WLAN和WiMAX通信。方向图和增益测量值证明天线具有很好的辐射特性。第四章中设计了一种新型小尺寸平面集成UWB和蓝牙通信的多阻带天线。天线运用了半圆环槽和开口裂环槽创新将5.2/5.8GHz两个频段分别陷波阻止,并在微带馈线的一侧加矩形裂环谐振器将蓝牙和UWB之间的干扰频段陷波阻止。天线的总尺寸为20×46×1mm3,工作频段为2.25-2.5 GHz和3.0-10.75 GHz,其中在3.0-10.75 GHz内有4.96-5.29 GHz和5.54-6.01 GHz两个陷波阻带。分析天线的时域特性证明天线具有很好的脉冲传输特性。第五章中运用新方法设计出一种更适合时域天线辐射的单周皮秒级脉冲源。脉冲源在原先零阶高斯脉冲源输出段加一段后端短路的同轴线运用反射变向叠加原理几个完成,无需添加其他复杂的电路元器件。圆形脉冲源的半径仅仅有20mm。产生脉冲的峰峰值为37.4V,脉宽为600ps。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-17
  1.1 微带天线的研究背景和发展概况  9-10
  1.2 超宽带天线的研究背景和发展概况  10-11
  1.3 天线的基本参量  11-14
  1.4 各种典型天线  14-15
  1.5 本论文的主要工作和内容安排  15-17
第二章加微带调节臂双频天线小型化新技术  17-26
  2.1 双频无线局域网(WLAN)天线发展近况  17-19
  2.2 加调节臂小型化WLAN双频天线创新设计  19-25
    2.2.1 传统小型化技术不足和改进  19
    2.2.2 新型天线辐射部分设计  19-21
    2.2.3 加调节臂后小型天线的结构  21
    2.2.4 天线的回波损耗  21-22
    2.2.5 天线的电流分析  22-23
    2.2.6 天线的调节臂分析  23-24
    2.2.7 天线的方向图和增益  24-25
  2.3 小结  25-26
第三章新型带耦合枝节多频段天线设计  26-36
  3.1 多频段天线发展近况  26-28
  3.2 新型WLAN和WiMAX多频段天线设计  28-35
    3.2.1 传统多频段技术不足和改进  28-29
    3.2.2 新型天线的结构  29-30
    3.2.3 天线的回波损耗  30
    3.2.4 天线参数扫描分析  30-32
    3.2.5 天线的方向图和增益  32-35
  3.3 小结  35-36
第四章新型多阻带超宽带天线设计  36-46
  4.1 超宽带带阻天线的发展状况  36-39
  4.2 新型多阻带超宽带及蓝牙天线设计  39-45
    4.2.1 传统陷波技术不足和改进  39-40
    4.2.2 新型天线结构  40
    4.2.3 天线回波损耗  40-41
    4.2.4 贴片腐蚀槽分析  41-43
    4.2.5 微带馈电线谐振器分析  43-44
    4.2.6 天线的辐射方向图和增益  44-45
  4.3 小结  45-46
第五章新型时域天线馈电单周脉冲源设计  46-58
  5.1 脉冲源设计发展近况  46-51
  5.2 零阶改一阶单周脉冲源设计  51-57
    5.2.1 传统脉冲源不足和改进  51-52
    5.2.2 零阶高斯脉冲源设计电路  52-53
    5.2.3 零阶高斯脉冲源仿真测试结果  53-55
    5.2.4 改进的一阶高斯脉冲源电路  55-56
    5.2.5 一阶脉冲源测试结果和频谱分析  56-57
  5.3 小结  57-58
第六章结论及展望  58-60
  6.1 本论文的主要工作和创新  58-59
  6.2 未来工作展望  59-60
致谢  60-61
参考文献  61-65
攻硕期间取得的研究成果  65
  一、己发表论文  65
  二、已申请专利  65
  三、科研项目经历  65

多频段天线与超宽带天线的研究与设计

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