宽带圆极化微带天线分析与设计.pdf

南京理工大学
博士学位论文
宽带圆极化微带天线分析与设计
姓名:卞磊
申请学位级别:博士
专业:通信与信息系统
指导教师:是湘全;郭永新
20080901
摘要重量轻、馈电方式灵活、成本低、易于与目标共形等优点而深受人们亲睐,在雷达、为微带天线理论和技术应用的一个重要分支,被广泛的运用于雷达、导航、卫星等电子系统中。由于其特性,使得收发天线间有很强的角度位置定位灵活性,并且能减小信号的多路径干扰和其他的一些影响。此外,宽带通信具有通信容量大、保密性好、宽带化也提出了越来越高的要求。其中宽带天线就是无线通信系统所要研究的一个重研究与探索。在研究中采用了理论分析、数值仿真和实验验证等手段,提出了多种宽詈鲜剿ɡ〉纾玫搅司哂锌泶阅艿脑布ɑ⒋煜摺2⒃诖嘶∩希对该天线的面电流分布及辐射特性进行了详细的研究和探讨,又提出了圆极化微带环形贴片天线。并针对该天线结构尺寸进行了优化分析,采用了全波软件和优化算法相结合的办法,为天线的结构最优化节省时间和硬件资芯苛怂睦〉缈泶布ɑ⒋煜呱杓萍际酢T诙蕴煜咚ɡ〉绲幕∩希泄漏和之间的信号耦合,抑制了交叉极化,扩展了天线的圆极化带宽。并通过仿真和芯苛怂睦〉缈泶布ɑ煜短煜呱杓萍际酢T诮拥匕迳峡T残尾劢械绱波的辐射,采用四条微带线进行馈电,不但具有宽带特性,而且具有双圆极化性能。芯苛丝泶布ɑ⒋煜哒蟮纳杓萍际酢T诙缘ジ隹泶布ɑ煜哐芯康到比较充分的结果后,继续对圆极化天线阵进行了研究。采用相位旋转式单馈电形式自从世纪年代中期微带天线理论得到很大发展以来,由于微带天线体积小、移动通信、卫星通信、全球卫星定位系统攘煊虻玫焦惴旱挠τ谩T布ɑ抗多径干扰能力强等许多优点,是世纪通信系统的发展方向,从而对通信设备的要部分。本论文主要针对无线通信中的宽带圆极化微带天线设计、分析与应用技术进行了带圆极化微带天线结构,由于其卓越的宽带性能,成果已分别在本领域最高级别刊物等上发表,集中体现了作者的研究成果。本文的主要工作如下:芯苛怂ɡ〉缈泶布ɑ⒋煜呱杓萍际酢T诙栽布ɑ煜叩囊话闾点和基本要求进行探讨的基础上,针对微带天线带宽窄的固有缺点,采用了一种由Ψ制骱鸵葡嗥髯槌傻男滦涂泶〉缤纾擞肔型金属棒进行旋转源,得到了良好的效果。对称增加一对徒鹗舭艚欣〉纭U庵侄猿平峁褂行颂煜呃〉缃鹗舭舻姆试验进行了验证。的馈电结构对天线阵进行馈电,得到了良好的效果,在保证了一定的圆极化带宽的基础上,增加了天线的增益性能,并通过仿真和试验进行了验证。博士论文宽带圆极化微带天线的分析与设计甇
关键词:微带天线,宽带,圆极化,算法,移相器,功分器摘要博士论文Ⅱ
...,..博士论文宽带圆极化微带天线的分析与设计,琹,.,瓵瑃,,
.篗—..畉甌Ⅳ博士论文·瓵
学位论文使用授权声明声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果,尽我所知,在本学位论文中,除了加以标注和致谢的部分外,不包含其他人已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名:年月南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档,可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容,可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文,按保密的有关规定和程序处理。研究生签名·日
髀研究背景宽带天线的基本概念现了电磁信号的传递。从上世纪初的单一点对点通信到现在覆盖全球的卫星通信系随着科学技术的飞速发展,现代社会已经进入信息时代,信息的快速而广泛的传是近几年手持通信设备的普及和各种无线通信技术的发展,电子设备的功能越来越强大,信号带宽也在不断提高。人们对无线通信中必不可少的天线性能提出了更高的要向正交性。例如圆极化波入射到对称目标矫妫蛎娴时具有旋向逆转的特性,这一特性在移动通信和煊蛑杏美纯褂晡砀扇藕投嗑斗瓷洌辉布ɑ煜呖梢越子干扰中也普遍使用【俊R虼搜芯靠泶布ɑ际醵杂谖⒋煜呒际醯姆⒄故欠浅V天线的频带宽带虺拼是指天线的主要性能参数如输入阻抗、方向图、增益、极化特性、主瓣宽度、副瓣电平等,满足设计指标要求的频率范围。一般情况下,天同时对几项性能参数都有指标要求,则应以其中最严格的要求作为确定天线带宽的依天线带宽通常有两种表示方法,一种称为“相对带宽涠ㄒ逦#禾煜叩木带宽牍ぷ髌荡谥行钠德剩庵龋矗天线【剖俏尴叩缤ㄐ藕吞讲庀低持胁豢扇鄙俚闹匾W槌刹糠郑欠⑸浜徒邮电磁波的一种设备。作为发射天线,它将被馈线引导的高频电流转换为电磁波并向特定的方向发射出去;而作为接收天线,它又要做相反的变换,从而在任意两点之间实统,天线技术无疑承担了最基本、最前端的角色,它在社会生活中的重要性与日俱增,如今已成为现代文明中不可缺少的部分。递形成