寬頻及雙頻介質諧振天線的研究與設計.pdf

1、為了提高和改善無線通訊系統(tǒng)中信號傳輸?shù)乃俣群唾|量，移動通信標準不斷更替。這就促使無線系統(tǒng)中的主要部件—天線要更具兼容性。寬頻以及雙頻帶技術能夠覆蓋多個工作頻帶，因而能夠同時兼容多個通信標準。因此，對于雙頻以及寬頻帶天線的理論知識和設計方法的研究具有非常重要的實際意義。
　　介質諧振天線因其小體積、低損耗、高輻射效率等特點受到廣泛關注。對于傳統(tǒng)平面天線來說，當工作頻率升高時，天線本身的歐姆損耗也會隨之惡化，這對天線性能會產生嚴重的影

2、響。然而，介質諧振天線具有獨特且簡單的結構，因而幾乎不存在表面波損耗和歐姆損耗。因此，無論是在無線通訊領域還是毫米波雷達領域，介質諧振天線都顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿Α?br>　　本文主要設計了一種雙頻介質諧振天線和兩種寬頻帶介質諧振天線，可概括為：
　　1.設計了一種新型雙頻介質諧振天線?；谖_的Sierpinski分形結構，經過兩次迭代，該修飾過的三角形介質諧振天線可同時覆蓋兩個工作頻帶，并且具有寬帶特性。天線的整體尺寸為0.32

3、λ×0.27λ×0.17λ（工作頻率為2.4GHz）或者0.47λ×0.43λ×0.24λ（工作頻率為3.5GHz），λ為天線在工作頻率處自由空間中的波長。實測結果表明，該天線-10dB相對阻抗帶寬分別為14.46％（2.25—2.60GHz）和27.78%（3.10—4.10GHz），可以完全覆蓋無線局域網（wireless local area network，WLAN）2.4—2.484GHz和全球微波互聯(lián)（worldwide i

4、nteroperability for microwave access，WiMAX）3.4—3.69GHz。同時，天線在這兩個頻帶內的最大增益分別為5.58dB和5.51dB。
　　2.設計了一種寬頻帶矩形介質諧振天線。該設計引入U型縫隙實現(xiàn)兩種功能：一是作為該矩形介質諧振天線的饋電結構；二是同時作為有效的輻射單元。同時，增加寄生 H型縫隙來改善阻抗匹配。介質板和介質諧振器之間增加了一層空氣間隙可以進一步展寬帶寬。實測結果表明，

5、該天線-10dB相對阻抗帶寬可達73.72%，最大增益為7.0dB。同時，天線的整體尺寸（包括地板）僅為0.71λ×0.71λ×0.17λ(λ為天線工作在中心頻率時的波長)。
　　3.設計了一種低剖面寬帶介質諧振天線。該設計采用多層結構，即上層為兩塊高介電常數(shù)（介電常數(shù)約為93）的介質諧振器，中間層為低介電常數(shù)的介質板，最下面一層為地板，從而實現(xiàn)低剖面和寬帶寬的特性。實測結果表明，天線的-10dB相對阻抗帶寬可達10.49%，并且