超宽带微带天线研究

西南交通大学硕士学位论文超宽带微带天线研究姓名：贾登权申请学位级别：硕士专业：电磁场与微波技术指导教师：刘运林20090501超宽带微带天线研究作者：贾登权学位授予单位：西南交通大学相似文献(10条)1.学位论文崔耀耀小型化宽带微带天线研究及无线通信天线的设计2009天线作为无线通信系统前端收发信号的部件，对通信质量起着至关重要的作用，也往往是制约无线通信系统小型化发展的主要障碍。本论文对小型宽带微带天线，超宽带及超宽带带阻天线及无线通信天线进行了深入研究，提出了几种新颖的设计。第一章简单介绍了微带天线辐射原理、分析方法以及基本电参数。第二章主要讲述了微带天线的小型化及宽频带技术。本章在阅读文献的基础上总结了微带天线小型化及宽频带的几个技术。在此基础上，设计了一个采用脊形接地板的的双层微带天线，相对带宽达到了89％。第三章讲述了平面超宽带及其带阻(UWBband-notched)天线的设计。本章中作者简单介绍了几个超宽带带阻天线，总结了超宽带带阻天线的设计方法，并详细介绍了作者设计的新颖结构的超宽带及其带阻天线。第四章讲述了无线局域网(wirelesslocalareanetwork，WLAN)天线的设计。本章介绍了几个文献上介绍的WLAN双频天线，总结了WLAN天线的双频宽带设计方法。最后详细介绍了作者设计的WLAN三频天线，该天线具有带宽大、增益适中和结构紧凑的特点，可应用于WLAN系统。第五章进行总结全文，并对今后的工作做出展望。2.期刊论文李迎松.苏畅.牛朝.杨晓冬.刘乘源.LIYingsong.SUChang.NIUZhao.YANGXiaodong.LIUChengyuan一种基于分形结构的超宽带天线研究-系统仿真技术2010,6(2)基于微带天线和分形天线的基本理论,采用正方形和圆形交替的方法设计了用于超宽带(UWB)通信的分形天线.利用电磁仿真软件CST软件对所设计的天线进行仿真、优化,并分析了影响天线阻抗特性和辐射特性的关键参数.从仿真实验结果可以看出,所设计的天线有较好的全向辐射特性和宽的阻抗带宽,能够满足超宽带通信需求.3.学位论文毕丹宏新型超宽带微带天线的研究与设计2009超宽带通信技术以其高速率、抗多径效应和低成本等一般窄带系统无法比拟的优势成为最具竞争力和发展前景的技术之一。作为系统的重要组成部分，超宽带天线的设计引起了越来越多的关注。与传统的宽带天线相比，超宽带天线的设计更具有挑战性，这是由于天线除了需要具有超宽的工作频带(3.1GHz-10.6GHz)，还要能够保持尺寸的紧凑，价格的低廉，并且易于与平面大规模电路集成。同时，由于在超宽带通信频段中还存在着一些窄带通信系统是使用的频段，因此，这就要求尽量避免潜在的电磁干扰。通过把天线与滤波器结合的方法，可以有效地减小无线电系统对滤波设备的需求。针对上述要求，本文旨在从理论上和实验上设计满足超宽带系统要求的各种超宽带天线，并讨论了改进天线性能、尺寸、拓宽带宽和产生阻带的各种方法。本文第一章简要介绍了超宽带通信技术和超宽带天线的研究背景和应用范围，回顾了超宽带天线的发展历史，并且说明了本文的主要工作。第二章主要讲述了超宽带天线的性能参数，主要包括辐射原理、带宽、馈电方式和阻带产生原理。此外，本章还介绍了超宽带天线的数值分析方法。第三章是本文的重点。首先，介绍了平面单极天线。其次，在阅读大量文献的基础上，总结了目前常见的超宽带阻带产生方法，并且设计了两个具有双阻带特性的微带平面单极超宽带天线。在微带馈电的桃形超宽带天线中，采用椭圆形接地板拓宽了天线的带宽，采用渐变线来匹配天线的阻抗，从而改善了天线的驻波，取得了明显的效果。在共面波导馈电的菱形结构单极天线中，采用微带加圆形过渡结构的方法增加了天线的阻抗带宽，通过优化天线的参数，设计了一种新颖的具有双阻带特性的超宽带平面单极天线。第四章设计了微带馈电和共面波导馈电的平面宽槽超宽带天线。采用阶梯式过渡微带拓宽了天线的阻抗带宽，分析了开槽大小对天线驻波的影响。开槽和馈电单元都采用了由椭圆和矩形构成的混合结构。这两种天线在实现小型化的同时，满足了FCC规定的超宽带标准。在本章的最后，采用寄生条带和贴片开槽的方法，实现了天线的双阻带特性。第五章总结了本文的主要工作和创新点，对未来的研究工作给予了展望。4.期刊论文李迎松.杨晓冬.刘乘源.牛朝.LiYingsong.YangXiaodong.LiuChengyuan.NiuZhao共面波导馈电的超宽带天线研究-电子测量与仪器学报2010,24(9)设计了一种共面波导馈电的超宽带(UWB)天线,其阻抗带宽达到341%.所设计的天线印刷在尺寸为28mm×21mm×1.6mm,介电常数为2.65的聚四氟乙烯介质基板上.同时为了实现该天线与WLAN(5.725～5.825GHz)系统的协同工作,本文在共面波导的地面上刻蚀一个矩形槽,实现UWB与WLAN系统的兼容.利用高频结构仿真软件HFSS对影响天线性能的主要物理参数进行仿真、分析和优化,得到天线的优化尺寸.实验结果表明,该天线比传统微带贴片天线性能有了较大的提高,从而表明了利用共面波导馈电和刻蚀矩形槽的天线设计方法实现多种宽带通信系统兼容的可行性和有效性.5.期刊论文程勇.吕文俊.程崇虎.曹伟.CHENGYong.LuWen-jun.CHENGChong-hu.CAOWei一种小型平面超宽带天线的设计与研究-电波科学学报2006,21(4)提出了一种新颖的小型平面超宽带(UWB)天线.该天线由微带槽天线的基本结构变形而来,为获得超宽带频率特性,设计时馈电微带线采用了渐变结构的叉形调谐支节,金属底板的开槽设计成对称多边形.首先通过数值计算来获得最佳的天线几何尺寸,并制作了实际的样品.对天线的反射特性、方向图以及增益都进行了测试,然后利用时域有限差分(FDTD)方法计算了天线收发脉冲信号的保真度.研究结果显示该天线具有良好的超宽带特性.6.学位论文陈雪现代无线通信系统中的新型天线设计与研究2007目前，随着无线通信技术的发展，移动终端已逐步由单纯的通信工具，演变为一台个人化的智能设备，能收听FM节目，还支持收看电视节目；同时无线终端还是掌上小电脑，实现随时高速上网。另外，3G以后的系统(B3G)将集成不同标准的无线通信，实现多标准按需接入，并在不同系统间无缝切换，实现多种业务的融合。移动终端的多媒体功能、高速数据业务和多标准按需接入，要求天线具有较宽的带宽和越来越高的性能。同时，成本的压力却在不断增加，要求天线的体积越来越小，终端设计中为天线留出的地方也越来越小；同时手机设计中还遇到了昂贵的定制化问题。另外，行业趋势可能会发展为在一个无线终端中集成多个天线模块(至少在高频部分)，并引入分集技术以及MIMO技术，这就对天线提出了更高的要求，使天线将面临更大的挑战。基于目前无线通信对天线的小体积、高带宽、高性能以及极化分集的要求，本论文研究了几种新型的适用于现代无线通信系统的天线设计方案，并给出了实验验证。本论文主要包括以下内容：首先，介绍了几种用于分析天线的数值计算方法，并给出这几种方法的比较。其次，根据现代无线通信系统中天线小型化理论，提出几种适用于无线局域网(WLAN)的小型微带天线设计方案，这几种天线都在2.4GHz频段附近获得满意的辐射性能，可以实现大于5MHz的工作带宽，有的天线增益甚至达到了1.2dBi。第三，提出一种应用于短距离无线通信系统的新型共面波导(CPW)馈电宽缝隙超宽带天线，由于该天线的宽缝隙四角和辐射贴片均采用了圆弧形设计，使得天线的阻抗带宽被展宽了。仿真及测试结果表明，该天线在输入反射系数S,11-10dB的阻抗带宽比可以达到7.2:1(2.5～18GHz)，同时保持了良好的全向辐射特性。第四，提出一种共面的宽带天线，该天线在同一介质基板上采用两个相互正交的宽缝隙共面波导馈电结构，这种结构可以接收极化分集信号，提高天线增益。测试结果表明该天线在某些频段的增益可以达到7.7dBi。最后，提出了一种可用于MIMO无线通信系统的分层宽带双极化分集天线结构。在不同介质基板上分别采用相互正交的宽缝隙天线结构，介质之间用空气隔开，以提高天线隔离度。仿真结果表明两个天线端口的反射特性曲线几乎完全重合，而且相关系数较低。7.会议论文姜文.龚书喜.刘英一种新型超宽带微带天线的辐射和散射特性研究2009本文提出了一种改进的超宽带微带贴片天线。天线以共面波导方式馈电，其阻抗带宽在满足VSWR2.0仿真计算的结果为2.5GHz～20GHz，天线样机实测结果为2.8GHz～18.7GHz。对天线的辐射和散射特性做了研究，并与参考天线作对比，发现在同样满足超宽带宽的条件下，本文提出的天线具有良好的RCS减缩效果。最后以本文提出的天线为例，分析了超宽带微带天线的散射特性。8.学位论文杜立新超宽带天线技术研究2010超宽带(UWB)技术具有高传输速率、合理的图像解析和高安全性等优点，在无线通信、微波成像和电子对抗等诸多领域具有广阔的应用前景。超宽带天线是超宽带通信系统的关键部件之一，其特性直接影响着整个系统的性能。本文首先概要地叙述了超宽带通信系统和超宽带天线的发展现状，介绍了几种传统的超宽带天线；然后阐述了微带天线的理论分析方法，即传输线模型理论、空腔模型理论和全波分析理论；最后在理论分析的基础上，结合超宽带通信系统的要求，利用多种展宽频带的方法，设计了两款结构简单而紧凑、工作频带覆盖3.1-10.6GHz频段并在WLAN5.2-5.8GHz和ITU8.025-8.4GHz两个频带内具有明显陷波特性的超宽带天线。在一款带状线宽缝天线的基础上，设计了具有新型贴片结构的超宽带微带天线，通过在馈线和矩形贴片之间附加一个“U”形结构来实现超宽带，而在贴片上蚀刻两个侧卧的“L”形槽来达到双带陷的效果。与原天线相比，所设计的天线在尺寸缩小了31.1％的情况下保持了相对带宽基本不变，还实现了双带陷功能。对部分地结构微带天线进行改进，设计了具有新型接地板结构的超宽带微带天线，通过在天线的接地板上附加一个平衡枝节来实现超宽带，在矩形贴片上蚀刻两个同心的带有缺口的圆环形槽来实现双频带陷。在设计过程中，讨论分析了天线各个结构参数对天线性能的影响。从仿真结果看，两款天线都具有良好的性能。对具有新型接地板结构的超宽带微带天线加工出了样品，实测数据和仿真结果基本吻合。关键词：超宽带天线微带天线双带陷性能部分地结构9.会议论文李明峰.刘少斌基于EBG结构的超宽带微带天线研究2007提出一种新的用于超宽带通信的微带天线。设计的这种天线能够覆盖3-15GHz频率范围。这种天线由微带天线的基本结构变形而来,为了获得更好的超宽带频率特性,设计采用了特定的结构,它的辐射单元采用了矩形金属铁片,并且在一端形成台阶结构,在辐射单元的中间挖去了一个矩形方空,接地板采用部分接地板,并且在介质层上采用电磁带隙结构(EBG),文中给出了天线的详细设计参数。对设计的天线进行了仿真,结果显示加载EBG结构的天线比没有加载时的性能更加优越,具有良好的超宽带特性。10.学位论文郝凤玉电磁脉冲耦合作用的研究与新型微带天线设计2008电磁脉冲耦合到相控阵雷达T/R组件的研究和超宽带无线通信系统中的天线设计是本文的研究内容。信息时代的到来和微电子技术的迅猛发展，使得微电子设备获得了空前广泛的应用，集成度得到迅猛提高。而微电子设备集成化程度的不断提高，使其对电磁脉冲干扰与损伤效应的敏感程度随之增加。论文的第一部分研究了电磁脉冲耦合到相控阵雷达T/R组件。首先研究了电磁脉冲的前门耦合，给出了相控阵雷达T/R组件受到损伤的判断公式。分析了相控阵雷达T/R组件中敏感器件的损伤阈值，总结了电磁脉冲耦合规律，给出了相控阵雷达系统前门加固技术。然后应用Matlab编程实现了矢量匹配算法，并给出了一个计算实例，说明该拟合方法的有效性。最后对碳纤维复合材料进行建模，应用矢量匹配方法处理复合材料的表面阻抗，给出了复合材料的屏蔽效能和不同时刻空间电磁场的分布。超宽带无线通信系统中的天线技术也