緊湊型微帶陣列天線研究.pdf

1、對(duì)于任何一個(gè)無線通訊系統(tǒng)，天線都是一個(gè)不可或缺的部分。隨著通信系統(tǒng)的小型化發(fā)展趨勢(shì)，要求天線系統(tǒng)在保證其輻射特性的同時(shí)做到緊湊型。因?yàn)槠拭娴汀⒓庸ぶ圃旌?jiǎn)單、易共形、方向圖多樣化等特點(diǎn)，微帶陣列天線的應(yīng)用背景十分廣泛。如何在不影響其他性能的條件下將微帶陣列天線尺寸降低是極具實(shí)用價(jià)值的研究課題。同時(shí)，正常工作的天線離不開饋電網(wǎng)絡(luò)，隨著天線尺寸的縮小，饋電網(wǎng)絡(luò)的尺寸也應(yīng)該同步壓縮，以適應(yīng)緊湊型天線。本文圍繞著小型化的主題，研究了緊湊型微帶陣列

2、天線陣元間的去耦網(wǎng)絡(luò)以及加載移相器的小型化饋電網(wǎng)絡(luò)，具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　1.簡(jiǎn)要介紹了微帶天線及其陣列的基本理論。包括微帶天線的輻射機(jī)理與其表面波、表面電流產(chǎn)生機(jī)理；微帶陣列天線工作原理以及微帶陣列陣元間耦合的相關(guān)理論與介紹。為后續(xù)研究工作提供一定的理論基礎(chǔ)。
　　2.設(shè)計(jì)了一款中心頻率在2.4GHz的三單元緊湊型微帶陣列天線，輻射貼片采用嵌入式微帶線饋電，避免因使用四分之一波長(zhǎng)阻抗變換器而增大尺寸。陣元間距小于0.16

3、λg（λg為對(duì)應(yīng)頻率的介質(zhì)中波長(zhǎng)）實(shí)現(xiàn)了緊湊型特點(diǎn)。相鄰陣元間加載了交指諧振結(jié)構(gòu)構(gòu)成的去耦網(wǎng)絡(luò)，該去耦網(wǎng)絡(luò)能夠極大程度上降低陣元間的互耦并改善隔離度，實(shí)現(xiàn)緊湊型微帶陣列天線。對(duì)所設(shè)計(jì)天線與參考天線進(jìn)行建模仿真與加工測(cè)試，結(jié)果顯示：天線阻抗帶寬（S11≤?10dB）為8.34%；在工作頻率2.4GHz處，參考天線的隔離度S12為-14dB，而在加載了設(shè)計(jì)的去耦網(wǎng)絡(luò)后，相應(yīng)的隔離度降低至-40dB；單個(gè)天線增益達(dá)1.9dB，E面的3dB波束

4、寬度為85°，H面的3dB波束寬度為78°。測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果有較高吻合度，證明了所設(shè)計(jì)去耦網(wǎng)絡(luò)優(yōu)異的性能，所設(shè)計(jì)天線可用于MIMO、相控陣等。
　　3.復(fù)合左右手傳輸線的應(yīng)用研究。根據(jù)本論文研究設(shè)計(jì)的緊湊型微帶陣列天線，利用復(fù)合左右手傳輸線實(shí)現(xiàn)相位調(diào)控，設(shè)計(jì)了具有負(fù)相移功能的移相器，并采用 T型功率分配器實(shí)現(xiàn)功率分配，最終提出了一款加載復(fù)合左右手傳輸線移相器的1：3饋電網(wǎng)絡(luò)。仿真與實(shí)驗(yàn)表明，在2.35GHz~2.42GHz的頻率