基于端部加載技術(shù)的雙套筒寬帶天線的研究.pdf

1、基于振子天線及套筒天線的研究現(xiàn)狀，從同步實(shí)現(xiàn)諧振天線的優(yōu)異匹配和寬頻帶的目標(biāo)出發(fā)，綜合運(yùn)用階梯阻抗變換技術(shù)改進(jìn)傳統(tǒng)套筒結(jié)構(gòu)，引入端部加載技術(shù)實(shí)現(xiàn)寬帶內(nèi)對(duì)傳統(tǒng)套筒天線輸入阻抗的對(duì)消與平穩(wěn)，設(shè)計(jì)出一種基于端部加載技術(shù)的雙套筒寬帶全向天線。上述技術(shù)最終使傳統(tǒng)套筒天線演變?yōu)橐粋€(gè)單饋點(diǎn)的雙饋源非對(duì)稱(chēng)振子天線。
　　基于項(xiàng)目的需求，設(shè)計(jì)的未小型化的基于端部加載技術(shù)的雙套筒寬帶天線在 VSWR<1.5（即 S11<-13.98dB）的條件下，其

2、工作頻率為59.674MHz-146.74MHz，即其阻抗帶寬為2.46:1，相對(duì)帶寬為84.4％。在良好匹配情況下，如此寬的阻抗帶寬是傳統(tǒng)的套筒天線所做不到的。在S11<-10dB的條件下，其工作頻率為56.96MHz-187.6MHz，即其阻抗帶寬達(dá)到3.29:1，相對(duì)帶寬為106.84%。經(jīng)過(guò)小型化后該天線的工作頻段為57MHz-103MHz，在此頻率范圍內(nèi)天線的駐波比系數(shù)VSWR小于1.5（即S11<-13.98dB）,即在這樣

3、高的VSWR要求下該天線的相對(duì)帶寬為57.5%，阻抗帶寬為1.81:1。仿真和測(cè)試結(jié)果表明該天線在所設(shè)定的頻帶內(nèi)增益大部分都≥2dB。制作的諧振頻率為60MHz和85MHz的天線模型測(cè)試所得S參數(shù)曲線和E面、H面方向圖均與仿真結(jié)果十分，驗(yàn)證了該天線結(jié)構(gòu)的有效性。
　　此外，本文對(duì)基于端部加載技術(shù)的寬帶雙套筒天線結(jié)構(gòu)中的端部加載部分特別進(jìn)行了討論，分別討論了兩部分的端部加載對(duì)天線反射系數(shù)的影響。本文進(jìn)一步提出了基于端部加載技術(shù)的寬帶

4、雙套筒天線的等效電路模型，利用MATLAB求解該電路的輸入阻抗，進(jìn)而得到其S11隨頻率的變化曲線。仿真結(jié)果表明，由該等效電路模型求得的S11隨頻率的變化曲線可以和由CST仿真得到的S11隨頻率的變化曲線很好的吻合，這可以為傳統(tǒng)套筒天線理論模型的建立及求解提供新的思路，從而解決傳統(tǒng)套筒天線理論解不能與實(shí)際結(jié)果相符合的難題。
　　同時(shí),根據(jù)本文所提出的相關(guān)理論設(shè)計(jì)并制作了一個(gè)可以覆蓋0.8GHz-2.7GHz的寬帶雙套筒天線,該天線水

5、平方向具有全向的方向圖,且在其工作頻率范圍內(nèi)增益大多都大于2dB。該天線測(cè)試 S11與仿真S11的良好吻合進(jìn)一步證明了所提出基于端部加載技術(shù)的寬帶雙套筒天線結(jié)構(gòu)的有效性。另外由于該天線的工作頻率可以覆蓋2G，3G，4G移動(dòng)通信的所有頻率且具有全向的方向圖，所以該天線可以很好的應(yīng)用于農(nóng)村話務(wù)基站天線，可以解決傳統(tǒng)基站天線工作頻帶窄造成覆蓋很寬頻率范圍需要架設(shè)多個(gè)天線，而各天線之間又互相干擾且占用面積大的問(wèn)題。
　　總之，本文提出了一