小型化及双频天线的分析与设计.pdf

上海交通大学
博士学位论文
小型化及双频天线的分析与设计
姓名:迟高明
申请学位级别:博士
专业:电子科学与技术
指导教师:黎滨洪
20051201
摘要金属导带涂于特制气球的内部;特制气球通过软性气管与充放气装置连接,通过球升空天线的分析,首先求解气球升空天线各条金属导带上面的电流分布,进而可以研究气球升空天线的阻抗特性和辐射特性。天线的辐射边的长度固定,固定辐射边长度可以使天线的馈线设计更加简单。实特性,适合用于双频无线通信。用于无线局域网的嗡堤煜叩纳杓撇捎醚映さ缌髀肪队攵喔鲂痴竦ピ相结合的方法。天线主要有两个正交的“毙蔚ゼ幼槌桑虼颂煜呔哂辛礁天线作为无线通信系统中的重要部件之一,其性能好坏直接关系到系统的通信质量。无线通信技术的飞速发展对终端天线提出了更高的要求,天线的小型化和双频在近几年受到特别的关注。本文首先介绍了微带天线和单极天线的基本原理和特点,并对计算电磁学中常用的数值计算方法做了总结和分析。本文重点用矩量法分析了气球升空天线,同时对双频平面倒煜咦隽烁进,提出了用于无线局域网的嗡堤煜吆土⑻錷形单极天线。目前,短波无线通信系统中用到的天线多是单极天线,由于短波的波长较长,因此单极天线的尺寸很大。为了适应天线小型化以及天线与短波无线通信平台共形的要求,气球升空天线应运而生。气球升空天线主要由特制气球以及充放气装置组成:将原来棒状的天线振子改用金属导带来代替,并采用金属涂层的工艺将对气球进行充气和放气实现对天线的利用和回收。矩量法是一种分析线天线的经典的方法,它将天线的内外问题统一于天线上面的电流分布。将矩量法应用于气双频平面倒煜叩闹饕W槌捎辛讲糠郑核讲糠趾痛怪辈糠郑ü谋水平或者垂直部分的形状和尺寸可以改变双频平面倒煜叩牧礁鲂痴衿德室及它们的频率比。新提出的双频平面倒煜咄ü谋涮煜叩乃讲糠值男巫来控制该双频天线的频率比。改进的双频平面倒煜卟捎迷脖咛梢允验结果表明:该天线在两个谐振频率上都具有较好的阻抗特性和较好的宽边辐射§申请上海交通大学博士学位论文、
端口并且具有分集的功能。天线的两个端口采用微带线进行直接馈电,天线的接地部分进行了优化设计用来降低天线的两个端口之间的耦合度。通过测试得到的〉纾琺形的结构使得天线有两条电流路径。两条电流路径形成了两个靠关键词:微带天线,单极天线,气球升空天线,矩量法,双频天线毋结果可以看到,在天线工作的两个频带内,天线两个端口间的耦合均小于一立体蔚ゼ煜呤窃谄矫鎚形单极天线的基础上提出来的。该天线采用近的谐振模式,通过这两个谐振模式的耦合使得天线的带宽展宽。相对于平面形单极天线而言,立体蔚ゼ煜哒加酶俚拿婊申请上海交通大学博士学位论文。◆,
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学位论文作者签名:是扪日期:‘眵。骂橙冷入学位论文原创性声明上海交通大学本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。’‘
日期:嗲鱅硼指导教师签名:旁氢毫烂日期:隍蛛釉拢学位论文作者签名:≯巳彦眍≥保密口,在一年解密后适用本授权书。学位论文版权使用授权书上海交通大学皇本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于不保密曰。朐谝陨戏娇蚰诖颉啊獭,
第一章引言无线通信中天线研究的现状年奥斯特ぢ笪锢硌Ъ发现了电流能够产生磁场,随后安培ü锢硌Ъ并对电磁场所遵循的普遍规律进行严格的数学描述,创立了麦克斯韦方程组的新纪元。天线作为实现无线电应用的关键设备,顺应着通信、广播、雷达、制其它学科之间的交叉越来越广泛,天线学科与其它学科之间的渗透也越来越深发展成兼具信号处理功能的系统;天线的设计已从用机械结构来实现其电器性能发展为机电一体化设计:天线的制造已从常规的机械加工发展成印刷和集成工艺电磁学的发展历史长流不断,经历了漫长的过程。十八世纪末到二十世纪初是电磁学发展的重要时期【】:年库仑ü锢硌Ъ通过实验得出了库仑定律’,使得电磁学的研究