寬縫超寬帶天線及新型阻抗變換器研究.pdf

1、超寬帶(Ultra-wideband,UWB)技術(shù)是目前短距離無線通信實現(xiàn)的有力競爭方案,該技術(shù)固有的特點及其特定的應(yīng)用場合決定了UWB天線在電特性和物理特性上均有別于傳統(tǒng)的窄帶和寬帶天線。作為有效完成極窄時域脈沖信號輻射和接收的關(guān)鍵性部件,UWB天線的性能也直接制約著整個UWB系統(tǒng)的性能。因此,開展UWB天線設(shè)計理論及其技術(shù)實現(xiàn)的研究不僅具有較高的學(xué)術(shù)價值,同時也有相當?shù)膶嶋H意義。
　　 在微波電路和天線設(shè)計中為了解決阻抗不同

2、的元件、器件相互連接而又不使其性能受到嚴重影響,就必須使用阻抗變換器來進行匹配。傳統(tǒng)的階梯型阻抗變換器存在尺寸大、帶寬不夠?qū)挕⒃O(shè)計方法繁瑣等問題；而漸變線阻抗變換器存在設(shè)計困難的問題；因此,對階梯型阻抗變換器進行設(shè)計簡化、寬帶化及其小型化對微波集成電路是十分有意義的。
　　 本論文在介紹天線數(shù)值方法和仿真軟件的基礎(chǔ)上,進行了以下主要研究工作:
　　 1.通過仿真分析選定天線結(jié)構(gòu)為共面波導(dǎo)饋電的寬縫超寬帶天線,詳細分析了寬

3、縫天線的結(jié)構(gòu)參數(shù)對其性能的影響。在大量的仿真和分析的基礎(chǔ)上,優(yōu)化設(shè)計出尺寸為50mm×50mm的超寬帶天線,其仿真阻抗帶寬超過175％(2.0～30GHz)。此后,又對天線進行了小型化,設(shè)計出尺寸為47mm×47mm的超寬帶天線,其仿真阻抗帶寬也超過175％(2.0～30GHz)。
　　 2.從理論上介紹一種新型的阻抗變換器的設(shè)計方法,證明這種新的設(shè)計方法的優(yōu)越性,進而利用優(yōu)化手段對這種新型的設(shè)計方法進行優(yōu)化,設(shè)計出比傳統(tǒng)階梯阻