寬帶偶極子天線設(shè)計.pdf

1、現(xiàn)代移動通信服務(wù)的發(fā)展大大提高了對寬帶單向性天線的需求,同時對天線的性能也提出了很高的要求,比如較寬的阻抗匹配帶寬,較小的交叉極化,工作頻帶內(nèi)穩(wěn)定的增益和方向圖,低廉的制作成本。偶極子天線作為傳統(tǒng)的天線形式，由于其具有簡單的結(jié)構(gòu)、成本低廉、性能穩(wěn)定等優(yōu)點在通信與雷達(dá)系統(tǒng)上被廣泛地采用。電磁偶極子互補(bǔ)型天線是在電偶極子與磁偶極子的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，由于電偶極子與磁偶極子的方向圖在空間內(nèi)具有互補(bǔ)性，因此電磁偶極子互補(bǔ)型天線在水平面與垂直面內(nèi)

2、具有穩(wěn)定的方向圖。Luk教授于2006年,提出了一種新型的寬帶電磁偶極子天線結(jié)構(gòu)。該天線不僅結(jié)構(gòu)簡單、剖面低,而且實現(xiàn)了43.8％(VSWR<1.5)的阻抗匹配帶寬,具有穩(wěn)定的輻射特性,很小的尾瓣輻射和交叉極化,同時工作頻段內(nèi)具有穩(wěn)定的增益。本文在Luk教授所提出的天線的基礎(chǔ)上首先設(shè)計了短路橋加載的電磁偶極子天線與開口環(huán)諧振器加載的電磁偶極子天線；開口環(huán)諧振器加載的電磁偶極子天線作為單元設(shè)計了寬帶基站陣列天線；最后設(shè)計了寬帶四偶極子天線

3、。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴介紹了偶極子天線的研究背景與意義，同時介紹了電磁偶極子天線在國內(nèi)外研究進(jìn)展；然后求解了電偶極子與磁偶極子的電磁場分布以及研究了電偶極子天線與磁偶極子天線的方向圖在空間中具有的互補(bǔ)性，最后提出了電磁偶極子天線的理論基礎(chǔ)。⑵寬帶電磁偶極子天線設(shè)計，設(shè)計的兩寬帶電磁偶極子天線分別為短路橋加載的電磁偶極子天線與開口環(huán)諧振器加載的電磁偶極子天線，其中前者實現(xiàn)了49.7％的阻抗帶寬，后者實現(xiàn)了52.4％的阻抗帶寬

4、，兩者在工作頻帶內(nèi)都具有穩(wěn)定的輻射特性。以開口環(huán)諧振器加載的電磁偶極子天線作為陣列天線的單元設(shè)計八元寬帶基站陣列天線。⑶寬帶四偶極子天線設(shè)計，寬帶四偶極子天線通過同軸線轉(zhuǎn)平行雙線的方法實現(xiàn)對偶極子的平衡饋電，在0.74~1.30頻段內(nèi)，天線的電壓駐波比幾乎全部都在1.11以下，阻抗帶寬達(dá)到了54.9％。在整個頻帶內(nèi)的天線增益在12dBi以上，在0.74 f0~1.30 f0GHz頻段內(nèi)保持無柵瓣出現(xiàn),水平面半功率波束寬度穩(wěn)定在57.4±