感性加載的小型化天線和極寬帶天線分析與設(shè)計.pdf

1、作者簡介鞏冰，陜西西安人。2000年畢業(yè)于空軍工程大學(xué)，獲學(xué)士學(xué)位。2006年進(jìn)入西安電子科技大學(xué)碩士研究生班學(xué)習(xí)，2007年獲得直博資格。2013年12月獲西安電子科技大獲工學(xué)博士學(xué)位。導(dǎo)師：尹應(yīng)增老師主要研究方向：天線小型化、極寬帶天線、微波射頻電路等。代表性成果及經(jīng)歷：已在ProgressinElectromagneticsResearch，Microwave&RFIETMicrowavesAntennasandPropagati

2、onIEEEAntennasandPropagationMagazine等權(quán)威、核心刊物和國際重要學(xué)術(shù)會議發(fā)表學(xué)術(shù)論文數(shù)篇。BingGong，WasbominXi’an，ShaanxiProvince，Chinain1978HereceivedhisBAinAirForceUniversityXi’all，Chinain2000，thePhDdegreeinElectromagnetics&MicrowaveTechnologyfrom

3、XidianUniversityXi’anChinainDecember2011HisadvisorisProfessorYmYingzenginXidianUniversityHisresearchinterestsincludeMiniatureAntennas，UltrawidebandAntennasandMicrowave&RFCircuitsHehaspublishedresearchpapersinrefereedinte

4、rnationaljournalsandconferences，suchasProgressinElectromagneticsResearch，Microwave&RFIETMicrowavesAntennasandPropagation，IEEEAntennas，PropagationMagazineandCECNet2012andSOon摘要摘要隨著科技的飛速發(fā)展，無論軍用還是民用的通信設(shè)備均要求盡量減小體積，增加通信設(shè)備功能，而

5、作為通信設(shè)備的最重要部件之一的天線，其小型化和寬帶化設(shè)計已經(jīng)成為目前天線設(shè)計的重要方面。但由于天線電性能指標(biāo)非常依賴天線結(jié)構(gòu)尺寸，一旦天線尺寸縮小，就會帶來天線帶寬、效率、方向性、品質(zhì)因數(shù)等指標(biāo)的惡化。因此如何在實現(xiàn)天線小型化設(shè)計的基礎(chǔ)上，完成天線帶寬擴展，并且不影響天線方向性和其它各性能指標(biāo)，就是本文研究的主要內(nèi)容。在天線小型化的設(shè)計思路中有很多技術(shù)可以實現(xiàn)，但是目前的技術(shù)多是以專門減小天線物理尺寸或者說降低天線諧振頻率為設(shè)計目標(biāo)的。

6、這樣，在實現(xiàn)了天線小型化的同時，卻破壞了其它性能指標(biāo)，因此無法滿足現(xiàn)代通信系統(tǒng)所必須的綜合指標(biāo)要求。為了解決這個問題，本文通過對天線進(jìn)行感性加載的方式實現(xiàn)小型化目的，同時利用改善饋電的方法拓展工作頻帶進(jìn)行了一定的研究，并對采用不同形式帶阻結(jié)構(gòu)形成具有陷波特性的極寬帶天線進(jìn)行了探討。具體工作如下：本文首先總結(jié)了各種形式天線在小型化過程之中主要使用的幾種技術(shù)，綜合了目前最常見的幾類超寬帶天線，從超寬帶天線的各種指標(biāo)到超寬帶天線的各種類型介紹

7、，包括全向天線、方向性天線、多頻段天線、全頻段天線、以及其它幾種特殊使用環(huán)境中的各類超寬帶天線。對目前國內(nèi)外對天線小型化和寬帶化設(shè)計過程之中研究現(xiàn)狀進(jìn)行回顧，建立本文對天線小型化和寬帶化設(shè)計的總體概念。從天線小型化的基本概念和基本性能指標(biāo)入手，結(jié)合在天線小型化設(shè)計過程之中的不同之處，找到了天線在小型化設(shè)計中需要注意的特殊的性能指標(biāo)?？偨Y(jié)歸納了天線小型化設(shè)計中目前幾種主要的分析方法，將這幾種分析方法進(jìn)行對比，并在后續(xù)進(jìn)行天線小型化設(shè)計中綜

8、合對比使用。l、研究并設(shè)計了不同形式的通過感性加載實現(xiàn)小型化設(shè)計的幾種天線。首先對采用感性加載減小天線物理尺寸的理論進(jìn)行了分析，并將這個理論具體應(yīng)用在天線最為普遍的形式之一——對稱振子天線中。將采用的感性負(fù)載具體形式確定為短路套筒后，對套筒的幾個可調(diào)參數(shù)進(jìn)行了逐一仿真驗證和理論分析，確定了短路套筒的相關(guān)規(guī)格，研究了不同短路套筒對減小對稱振子天線尺寸的效果和對其它指標(biāo)的影響。通過實際測試發(fā)現(xiàn)，伴隨著天線帶寬的惡化程度不同，可以減小天線尺寸