寬帶雙極化貼片天線及其陣列技術研究.pdf

1、隨著第四代無線通信技術的蓬勃發(fā)展,通信用戶的數(shù)量也在快速增加。為了擴大通信系統(tǒng)的容量,解決多徑衰減等問題,無線通信基站系統(tǒng)中的天線就必須朝著雙極化、寬帶化與多頻化方向發(fā)展。本文針對第四代通信系統(tǒng)的發(fā)展需要,將研究重點放在天線雙極化、寬頻帶、多頻帶及陣列的設計上,對電磁激勵寬帶雙極化貼片天線、寬帶雙極化磁電偶極子天線、多頻帶印刷天線及多頻帶雙極化陣列天線進行了深入的研究,論文的主要研究成果包括:
　　1.對寬帶電磁激勵雙極化貼片天線

2、進行了研究,提出了電磁耦合激勵結構實現(xiàn)雙極化貼片天線的設計。首先,基于傳統(tǒng)的探針饋電貼片天線,采用在輻射貼片上刻蝕縫隙的技術,設計了一副具有寬帶特性的電激勵天線單元,同時引入曲線擬合的方法,對其等效電路結構進行了分析;然后,采用磁環(huán)耦合的結構對貼片天線進行饋電,設計了一副寬帶磁激勵線極化天線單元,研究了其等效電路結構。在上述研究的基礎上,設計了一副縫隙加載的電磁激勵雙極化貼片天線,從電路角度研究了該天線的電性能;其次,采用倒 L型探針代

3、替直探針饋電,實現(xiàn)了電磁激勵雙極化貼片天線的寬頻帶特性;最后,將差分激勵的倒鉤型探針與磁環(huán)結構相結合,改善了天線饋電端口的隔離度,設計了一副高隔離度電磁激勵雙極化貼片天線。
　　2.對寬帶雙極化磁電偶極子天線進行了研究。設計了一副寬帶磁電偶極子領結天線,將水平領結型電偶極子和垂直 L型磁偶極子相結合,實現(xiàn)了定向輻射特性;引入彎折型磁偶極子結構,采用差分激勵的倒 L型探針進行饋電,降低了天線的交叉極化水平,設計了一副差分激勵磁電偶極

4、子天線。在上述研究的基礎上,分別設計了一副寬帶雙極化差分激勵磁電偶極子天線和一副高隔離度雙極化混合激勵磁電偶極子天線,并著重研究了其重要參數(shù)對天線工作性能的影響。測試結果表明,所設計的雙極化磁電偶極子天線性能優(yōu)越,具有定向輻射特性,可應用于無線通信基站系統(tǒng)。
　　3.對寬帶雙極化和多頻帶印刷天線進行了研究。首先,將共面波導饋電結構和微帶線饋電結構相結合,并通過在微帶饋線周圍加載寄生貼片的方法,設計了一副寬帶雙極化印刷天線;在上述研

5、究的基礎上,引入差分饋電技術,改善了天線饋電端口之間的隔離度,設計的雙極化印刷天線具有高隔離度特性。其次,通過在縫隙天線的金屬地板上刻蝕 T型縫隙的方法,設計了一副雙頻帶印刷縫隙天線;采用寄生結構法,在輻射貼片的縫隙中加載梯形貼片,并通過地板切角技術,設計了一副雙頻帶印刷貼片天線;最后,通過在微帶饋線兩邊加載電磁帶隙結構的方法,設計了一副三頻帶印刷貼片天線。所設計的天線均印制在單層介質(zhì)板上,結構簡單,制作成本低,適用于現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)。