無線通信系統(tǒng)中寬帶天線與全向天線研究.pdf

1、通信技術(shù)和集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，使得現(xiàn)代通信設(shè)備日益小型化、智能化和寬帶化。與之相適應(yīng)，天線作為無線通信系統(tǒng)中不可或缺的組成部分，不僅要滿足小型化的發(fā)展趨勢，同時還要具有寬頻帶特性。另外為了保證天線的覆蓋區(qū)域，也要求天線在較寬的帶寬內(nèi)具有嚴(yán)格的水平全向輻射特性。本文主要研究了無線通信系統(tǒng)中的寬帶天線與全向天線，主要工作包括以下幾個方面：
　　 1.設(shè)計了一種工作在VHF/UHF頻段的寬帶可重構(gòu)天線。采用中饋的籠型結(jié)構(gòu)，展寬了天

2、線的阻抗和方向圖帶寬。該籠型天線與常規(guī)的籠型天線不同之處在于枝節(jié)末端并未用籠圈固定，結(jié)合機械控制上下枝節(jié)張開的角度可以實現(xiàn)方向圖可重構(gòu)；通過在枝節(jié)中加入PIN二極管開關(guān)控制枝節(jié)的長度，實現(xiàn)了天線工作頻率可重構(gòu)。通過數(shù)值計算得到了天線在頻率可重構(gòu)、方向圖可重構(gòu)條件下的電壓駐波比(VSWR)和遠(yuǎn)場輻射特性。實驗證明該天線不僅具有寬帶阻抗特性，同時還具有良好的寬帶水平全向輻射特性。
　　 2.設(shè)計了寬帶TD-SCDMA基站單元天線。旋

3、轉(zhuǎn)的漸變振子臂構(gòu)成了天線的輻射單元，這種寬帶振子通過共面帶狀線(CPS)與新型的集成巴倫饋電，垂直放置于一個反射板之上，天線帶寬可完全覆蓋TD-SCDMA的A+B+C頻段。末端帶有金屬化過孔的微帶集成巴倫和跨接在振子兩臂之間的電容構(gòu)成了一個可調(diào)輸入阻抗匹配網(wǎng)路，電容值可調(diào)增加了天線在實際應(yīng)用中的靈活性。研究了天線振子臂的旋轉(zhuǎn)對增益穩(wěn)定性的改善作用。
　　 3.設(shè)計了X波段水平全向基片集成波導(dǎo)(SIW)縫隙陣列天線，包括圓柱賦形的

4、SIW陣列天線和極化旋轉(zhuǎn)的SIW偶極、單極天線。研究了金屬化過孔和金屬槽帶之間的替換、賦形頻率偏移和饋電網(wǎng)絡(luò)等。設(shè)計了一種圓柱賦形的4x3縫隙陣列天線，該天線通過一分四功分網(wǎng)絡(luò)饋電，垂直放置時可實現(xiàn)水平極化全向輻射特性。為了簡化天線整體的結(jié)構(gòu)，設(shè)計了不需要任何饋電網(wǎng)絡(luò)的SIW水平極化全向天線。這種天線結(jié)構(gòu)類似于天線罩，通過開在內(nèi)部和外部相互垂直的縫隙，對置于其中的偶極、單極天線進(jìn)行90度的極化旋轉(zhuǎn)，天線的結(jié)構(gòu)簡單緊湊且增益較原天線有所提