環(huán)形天線的小型化技術(shù)研究.pdf

1、電小天線的基本限制決定了天線尺寸與帶寬之間的制約關(guān)系，而無線通信技術(shù)的發(fā)展要求實現(xiàn)天線的寬帶小型化，因此如何在保證天線寬頻特性的同時縮小天線尺寸，提高天線的輻射效率成為了現(xiàn)階段電小天線的研究重點。
　　本文首先闡述了電小天線的基本理論和寬帶小型化的各種方法，并將其劃分為常規(guī)方法和非常規(guī)方法兩大類，其中非常規(guī)方法特指利用電磁超介質(zhì)改善電小天線性能的方法。本文以環(huán)形天線為研究對象，主要做了以下幾方面的工作：
　　第一，根據(jù)項目要

2、求及參考歐洲點式應(yīng)答器標(biāo)準(zhǔn)制定了車載BTM天線的設(shè)計指標(biāo)，基于高速鐵路查詢應(yīng)答系統(tǒng)的工作原理，開展了天線設(shè)計工作。天線采用印制板形式，通過內(nèi)外嵌套的雙環(huán)結(jié)構(gòu)提高輻射電阻，其中大環(huán)用于發(fā)射 f1(MHz)高功率電磁波；小環(huán)用于接收 f2( MHz)的路段信息。由于兩個環(huán)都是嚴(yán)格意義上的電小天線，天線Q值很高，因此通過在環(huán)上加載電阻降低了天線的Q值，展寬了天線帶寬。天線設(shè)計中還采取了電容加載和匹配網(wǎng)絡(luò)等常規(guī)方法，最后搭建系統(tǒng)測試平臺，通過實

3、驗驗證了天線的設(shè)計方法；
　　第二，基于流星余跡通信系統(tǒng)和車輛跟蹤的應(yīng)用要求，設(shè)計了一種無匹配網(wǎng)絡(luò)的全向環(huán)形天線（工作頻率43MHz），通過改變天線結(jié)構(gòu)，使全波長環(huán)形天線沿環(huán)電流一致，從而產(chǎn)生全向輻射方向圖，天線最大增益大于5dBi，天線上加載有一開口環(huán)，提取了開口環(huán)的曲線方程，分析發(fā)現(xiàn)，通過加載開口環(huán)增加了天線的輻射電阻，同時也拓展了天線寬帶，使天線無需匹配網(wǎng)絡(luò)就能達到300KHz的帶寬要求，天線的輻射效率提高了33.36％；<

4、br>　　第三，總結(jié)了復(fù)合左/右手傳輸線（CRLH-TL）理論在電小天線上的應(yīng)用實現(xiàn)方法，提出了兩種新的設(shè)計思路，分析了前人利用CRLH-TL結(jié)構(gòu)實現(xiàn)全波長環(huán)形天線全向輻射及小型化的研究成果，首次從傳輸線理論的角度分析了共面波導(dǎo)激勵槽環(huán)天線（CFS-LA）的諧振模式，得出CFS-LA的第一個工作模式為n?3的結(jié)論，在此基礎(chǔ)上提出了一種電感加載的 CFS-LA，天線由四個簡化的復(fù)合左/右手傳輸線結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成，實驗結(jié)果表明，加載電感后，天線