寬帶雙極化貼片天線及其陣列技術(shù)研究.pdf

1、隨著第四代無(wú)線通信技術(shù)的蓬勃發(fā)展,通信用戶的數(shù)量也在快速增加。為了擴(kuò)大通信系統(tǒng)的容量,解決多徑衰減等問(wèn)題,無(wú)線通信基站系統(tǒng)中的天線就必須朝著雙極化、寬帶化與多頻化方向發(fā)展。本文針對(duì)第四代通信系統(tǒng)的發(fā)展需要,將研究重點(diǎn)放在天線雙極化、寬頻帶、多頻帶及陣列的設(shè)計(jì)上,對(duì)電磁激勵(lì)寬帶雙極化貼片天線、寬帶雙極化磁電偶極子天線、多頻帶印刷天線及多頻帶雙極化陣列天線進(jìn)行了深入的研究,論文的主要研究成果包括:
　　1.對(duì)寬帶電磁激勵(lì)雙極化貼片天線

2、進(jìn)行了研究,提出了電磁耦合激勵(lì)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)雙極化貼片天線的設(shè)計(jì)。首先,基于傳統(tǒng)的探針饋電貼片天線,采用在輻射貼片上刻蝕縫隙的技術(shù),設(shè)計(jì)了一副具有寬帶特性的電激勵(lì)天線單元,同時(shí)引入曲線擬合的方法,對(duì)其等效電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析;然后,采用磁環(huán)耦合的結(jié)構(gòu)對(duì)貼片天線進(jìn)行饋電,設(shè)計(jì)了一副寬帶磁激勵(lì)線極化天線單元,研究了其等效電路結(jié)構(gòu)。在上述研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一副縫隙加載的電磁激勵(lì)雙極化貼片天線,從電路角度研究了該天線的電性能;其次,采用倒 L型探針代

3、替直探針饋電,實(shí)現(xiàn)了電磁激勵(lì)雙極化貼片天線的寬頻帶特性;最后,將差分激勵(lì)的倒鉤型探針與磁環(huán)結(jié)構(gòu)相結(jié)合,改善了天線饋電端口的隔離度,設(shè)計(jì)了一副高隔離度電磁激勵(lì)雙極化貼片天線。
　　2.對(duì)寬帶雙極化磁電偶極子天線進(jìn)行了研究。設(shè)計(jì)了一副寬帶磁電偶極子領(lǐng)結(jié)天線,將水平領(lǐng)結(jié)型電偶極子和垂直 L型磁偶極子相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了定向輻射特性;引入彎折型磁偶極子結(jié)構(gòu),采用差分激勵(lì)的倒 L型探針進(jìn)行饋電,降低了天線的交叉極化水平,設(shè)計(jì)了一副差分激勵(lì)磁電偶極

4、子天線。在上述研究的基礎(chǔ)上,分別設(shè)計(jì)了一副寬帶雙極化差分激勵(lì)磁電偶極子天線和一副高隔離度雙極化混合激勵(lì)磁電偶極子天線,并著重研究了其重要參數(shù)對(duì)天線工作性能的影響。測(cè)試結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的雙極化磁電偶極子天線性能優(yōu)越,具有定向輻射特性,可應(yīng)用于無(wú)線通信基站系統(tǒng)。
　　3.對(duì)寬帶雙極化和多頻帶印刷天線進(jìn)行了研究。首先,將共面波導(dǎo)饋電結(jié)構(gòu)和微帶線饋電結(jié)構(gòu)相結(jié)合,并通過(guò)在微帶饋線周?chē)虞d寄生貼片的方法,設(shè)計(jì)了一副寬帶雙極化印刷天線;在上述研

5、究的基礎(chǔ)上,引入差分饋電技術(shù),改善了天線饋電端口之間的隔離度,設(shè)計(jì)的雙極化印刷天線具有高隔離度特性。其次,通過(guò)在縫隙天線的金屬地板上刻蝕 T型縫隙的方法,設(shè)計(jì)了一副雙頻帶印刷縫隙天線;采用寄生結(jié)構(gòu)法,在輻射貼片的縫隙中加載梯形貼片,并通過(guò)地板切角技術(shù),設(shè)計(jì)了一副雙頻帶印刷貼片天線;最后,通過(guò)在微帶饋線兩邊加載電磁帶隙結(jié)構(gòu)的方法,設(shè)計(jì)了一副三頻帶印刷貼片天線。所設(shè)計(jì)的天線均印制在單層介質(zhì)板上,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制作成本低,適用于現(xiàn)代無(wú)線通信系統(tǒng)。