寬帶天線的研究與設計.pdf

1、近年來，無線通信系統(tǒng)得到了飛速發(fā)展，作為通信系統(tǒng)的重要組成部分，天線技術也得到日新月異的發(fā)展，針對天線的新技術和新指標也層出不窮。通信頻段不斷向寬頻帶、高增益方向發(fā)展，因此如何在保證天線高性能的前提下，提高天線的帶寬是未來天線發(fā)展的一個重要方向。寬帶天線現(xiàn)在廣泛應用在各種軍用民用通信設備中，軍用部分如車載天線、機載天線、艦載天線等，民用部分如電視轉播、廣播以及遙測技術等。本文闡述了寬帶微帶天線與寬帶圓錐螺旋天線的設計理論以及國內外研究現(xiàn)

2、狀，對寬帶天線的研究工作分為兩部分內容：
　　1.設計了工作頻段為184MHz到241MHz，3dB波瓣寬度為70°的寬帶微帶天線；
　　2.設計了工作頻段為4GHz到6GHz的圓錐對數螺旋天線，并且添加了與之相匹配的梯形結構微帶巴倫。
　　首先根據實際工程應用需要，結合微帶天線的理論基礎和電性能特點，仿真設計了E型結構微帶天線。由于工程應用中對3dB波瓣寬度的要求，在設計的微帶天線上，加入了優(yōu)化3dB波瓣寬度的金屬腔

3、體。此外為了增加天線的阻抗帶寬，也為了提高天線的穩(wěn)定性，在饋電端口與輻射貼片之間通過半徑為7mm的銅柱進行連接。后面研究了阻抗帶寬與輻射貼片高度、饋電銅柱位置以及輻射貼片中間寬度的關系，通過參數掃描，優(yōu)化了天線的結構參數，從而得到最佳的阻抗帶寬。該天線實物經過測試，天線的電特性在工作頻段內滿足應用要求。
　　其次為了實現(xiàn)寬頻帶、定向輻射、圓極化特性，以非頻變天線為理論基礎仿真設計了工作頻段為4GHz-6GHz的圓錐對數螺旋天線。為

4、了實現(xiàn)圓錐對數螺旋天線的阻抗匹配，設計了梯形結構的微帶巴倫，提高了天線的阻抗帶寬。此外對天線采用嵌套的方式進行固定，在保證天線性能的情況下，增強了天線的穩(wěn)定性。該天線在工作頻帶內具有明顯的寬頻帶、圓極化特性，3dB波瓣寬度達到80°以上，增益達到4.5dB以上，且與同頻帶的傳統(tǒng)圓錐螺旋天線相比具有較小的幾何尺寸。為了進一步研究該天線的工作原理，分析了天線螺旋臂的圈數、天線圓錐底部圓半徑以及天線螺旋臂的角寬度對天線電壓駐波比、增益以及波瓣