感性加載的小型化天線和極寬帶天線分析與設計.pdf

1、作者簡介鞏冰，陜西西安人。2000年畢業(yè)于空軍工程大學，獲學士學位。2006年進入西安電子科技大學碩士研究生班學習，2007年獲得直博資格。2013年12月獲西安電子科技大獲工學博士學位。導師：尹應增老師主要研究方向：天線小型化、極寬帶天線、微波射頻電路等。代表性成果及經歷：已在ProgressinElectromagneticsResearch，Microwave&RFIETMicrowavesAntennasandPropagati

2、onIEEEAntennasandPropagationMagazine等權威、核心刊物和國際重要學術會議發(fā)表學術論文數(shù)篇。BingGong，WasbominXi’an，ShaanxiProvince，Chinain1978HereceivedhisBAinAirForceUniversityXi’all，Chinain2000，thePhDdegreeinElectromagnetics&MicrowaveTechnologyfrom

3、XidianUniversityXi’anChinainDecember2011HisadvisorisProfessorYmYingzenginXidianUniversityHisresearchinterestsincludeMiniatureAntennas，UltrawidebandAntennasandMicrowave&RFCircuitsHehaspublishedresearchpapersinrefereedinte

4、rnationaljournalsandconferences，suchasProgressinElectromagneticsResearch，Microwave&RFIETMicrowavesAntennasandPropagation，IEEEAntennas，PropagationMagazineandCECNet2012andSOon摘要摘要隨著科技的飛速發(fā)展，無論軍用還是民用的通信設備均要求盡量減小體積，增加通信設備功能，而

5、作為通信設備的最重要部件之一的天線，其小型化和寬帶化設計已經成為目前天線設計的重要方面。但由于天線電性能指標非常依賴天線結構尺寸，一旦天線尺寸縮小，就會帶來天線帶寬、效率、方向性、品質因數(shù)等指標的惡化。因此如何在實現(xiàn)天線小型化設計的基礎上，完成天線帶寬擴展，并且不影響天線方向性和其它各性能指標，就是本文研究的主要內容。在天線小型化的設計思路中有很多技術可以實現(xiàn)，但是目前的技術多是以專門減小天線物理尺寸或者說降低天線諧振頻率為設計目標的。

6、這樣，在實現(xiàn)了天線小型化的同時，卻破壞了其它性能指標，因此無法滿足現(xiàn)代通信系統(tǒng)所必須的綜合指標要求。為了解決這個問題，本文通過對天線進行感性加載的方式實現(xiàn)小型化目的，同時利用改善饋電的方法拓展工作頻帶進行了一定的研究，并對采用不同形式帶阻結構形成具有陷波特性的極寬帶天線進行了探討。具體工作如下：本文首先總結了各種形式天線在小型化過程之中主要使用的幾種技術，綜合了目前最常見的幾類超寬帶天線，從超寬帶天線的各種指標到超寬帶天線的各種類型介紹

7、，包括全向天線、方向性天線、多頻段天線、全頻段天線、以及其它幾種特殊使用環(huán)境中的各類超寬帶天線。對目前國內外對天線小型化和寬帶化設計過程之中研究現(xiàn)狀進行回顧，建立本文對天線小型化和寬帶化設計的總體概念。從天線小型化的基本概念和基本性能指標入手，結合在天線小型化設計過程之中的不同之處，找到了天線在小型化設計中需要注意的特殊的性能指標?？偨Y歸納了天線小型化設計中目前幾種主要的分析方法，將這幾種分析方法進行對比，并在后續(xù)進行天線小型化設計中綜

8、合對比使用。l、研究并設計了不同形式的通過感性加載實現(xiàn)小型化設計的幾種天線。首先對采用感性加載減小天線物理尺寸的理論進行了分析，并將這個理論具體應用在天線最為普遍的形式之一——對稱振子天線中。將采用的感性負載具體形式確定為短路套筒后，對套筒的幾個可調參數(shù)進行了逐一仿真驗證和理論分析，確定了短路套筒的相關規(guī)格，研究了不同短路套筒對減小對稱振子天線尺寸的效果和對其它指標的影響。通過實際測試發(fā)現(xiàn)，伴隨著天線帶寬的惡化程度不同，可以減小天線尺寸