寬帶介質(zhì)諧振器天線的研究與設(shè)計.pdf

1、天線作為無線網(wǎng)絡(luò)和無線設(shè)備中將導(dǎo)行波轉(zhuǎn)化成電磁波傳播的核心部件，在無線通信中起著十分重要的作用，而介質(zhì)諧振天線(DRA)作為一種新型天線在近些年的到了廣泛的研究。介質(zhì)諧振器具有獨特的三維結(jié)構(gòu)，設(shè)計結(jié)構(gòu)多樣；且介質(zhì)諧振器沒有導(dǎo)體損耗，輻射效率較高，十分適用于毫米波段；此外，DRA還有饋電方式靈活，易于集成等優(yōu)勢，由此可見對研究DRA對天線領(lǐng)域有著重大的意義。
　　由于應(yīng)用需求，天線的寬帶技術(shù)在通信界及產(chǎn)業(yè)界一直備受重視，介質(zhì)諧振天線

2、具有其靈活的寬帶技術(shù)，寬帶介質(zhì)諧振天線的應(yīng)用前景不容忽視。本文對寬帶介質(zhì)諧振天線展開了研究，具體工作包括：
　　1、對近年來各種寬帶介質(zhì)諧振天線進行舉例說明，對介質(zhì)諧振器的帶寬展寬技術(shù)進行研究并分類總結(jié)，介質(zhì)諧振器的寬帶技術(shù)大致可以分為以下幾個：采用新型結(jié)構(gòu)、優(yōu)化饋電機制、使用混合天線、降低天線 Q值、增加天線寄生單元。對基本結(jié)構(gòu)的介質(zhì)諧振器場分布及主要參數(shù)進行介紹，對介質(zhì)諧振天線饋電方式進行分類總結(jié)。
　　2、設(shè)計了一種混

3、合結(jié)構(gòu)寬帶介質(zhì)諧振天線，該天線為微帶貼片天線加載矩形介質(zhì)諧振器做為介質(zhì)諧振天線，設(shè)計一定尺寸的介質(zhì)諧振器，使之諧振頻率在微帶天線頻率附近，從而達到展寬帶寬的效果，天線采用微帶線饋電。經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計，該天線獲得88.27％的相對帶寬，頻率覆蓋1.31-3.38GHz。并且對所設(shè)計天線進行了加工測試，測試結(jié)果顯示天線增益最大可達到10.93dB，輻射效率最大達到89.24%。
　　3、設(shè)計了一種毫米波段寬帶介質(zhì)諧振天線，設(shè)計合適的天線尺

4、寸和選用合適的相對介電常數(shù)材料，使天線的諧振頻率在毫米波段，介質(zhì)諧振器為半圓環(huán)拱橋形結(jié)構(gòu)，采用鏤空的結(jié)構(gòu)是為了在介質(zhì)諧振器與介質(zhì)基板之間引入空氣層，從而降低天線的 Q值，進而展寬帶寬。所設(shè)計的天線具有優(yōu)秀的帶寬特性，天線的帶寬覆31.2-64.4GHz，具有33.2Ghz的回波損耗帶寬，相對帶寬為69.46%，天線的諧振頻率點在36.8GHz，在整個工作頻段內(nèi)的天線平均增益在6dB左右，平均輻射效率在76%左右。
　　4、設(shè)計了一

5、款新型貼片饋電的新型結(jié)構(gòu)寬帶介質(zhì)諧振天線，選用T形形狀的介質(zhì)諧振器作為輻射腔體，天線的頻率特性由天線的結(jié)構(gòu)、尺寸、相對介電常數(shù)決定，貼片刻蝕在介質(zhì)諧振器表面，為倒階梯型結(jié)構(gòu)，該貼片作為饋電，經(jīng)過驗證具有展寬帶寬的作用。對天線進行加工測試，測試結(jié)果顯示，天線的實際工作頻率為3.09-7.68Ghz，具有85.23%的相對帶寬，且在工作頻段內(nèi)天線增益均大于4dB左右，天線具有良好的方向性，在5GHz有最高10.04dB的增益，96.5%的輻