有限元-邊界元法腔體分析及圓極化天線研究.pdf

1、天線是無(wú)線通信系統(tǒng)中的重要組成部分。隨著電子技術(shù)的發(fā)展和空間技術(shù)的進(jìn)步,通信系統(tǒng)正在向著寬帶化、小型化的方向發(fā)展。新型的寬帶和小型圓極化天線及波導(dǎo)裂縫陣列天線都成為具有重大理論意義和工程實(shí)用價(jià)值的課題。本論文結(jié)合各種無(wú)線通信系統(tǒng)的需求,圍繞寬邊縱縫波導(dǎo)陣列天線、GPS波段寬帶圓極化天線、可重構(gòu)寬帶圓極化天線、寬帶寬波束圓極化天線、電感加載小型圓極化天線、室內(nèi)覆蓋寬帶天線幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了研究。作者的主要工作和創(chuàng)造性成果可以概括為:
　

2、　 1.研究了一種精確分析寬邊縱縫波導(dǎo)陣列天線的方法。將有限元.邊界元混合算法(FE-BI)應(yīng)用于波導(dǎo)裂縫陣列天線的計(jì)算中,建立了理論分析模型,計(jì)算了波導(dǎo)裂縫上的等效磁流,進(jìn)而求解了整個(gè)天線陣列的遠(yuǎn)場(chǎng)輻射特性。將計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果表明該方法具有很高的計(jì)算效率和精確度。為計(jì)算波導(dǎo)裂縫陣列天線提供了一種精確有效的方法。
　　 2.設(shè)計(jì)了兩副GPS波段的寬帶圓極化天線。采用耦合饋電的雙層立體結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)天線的寬

3、帶圓極化,并且研究了T型饋電探針對(duì)天線性能的影響,比較了T型饋電探針和L型饋電探針的結(jié)果。兩副天線在所需頻帶內(nèi)滿足設(shè)計(jì)要求。
　　 3.研究了一種可重構(gòu)的寬帶圓極化天線。在一副寬帶圓極化天線的基礎(chǔ)上加入一個(gè)開(kāi)關(guān)電路,利用開(kāi)關(guān)的閉合對(duì)天線的極化型式進(jìn)行控制,使其可以實(shí)現(xiàn)左旋圓極化、右旋圓極化和線極化的可重構(gòu)。該天線與其它極化可重構(gòu)天線相比,具有成本低廉和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn),具有良好的實(shí)用性。
　　 4.研究了一種寬帶寬波束圓極

4、化天線。采用加寄生振子和反射板的方法展寬天線的波束寬度。詳細(xì)分析了各種主要參數(shù)對(duì)天線電性能的影響,根據(jù)分析結(jié)果實(shí)際制作并調(diào)試了一副寬帶寬波束圓極化天線,并進(jìn)行了實(shí)際測(cè)試。測(cè)試結(jié)果和仿真結(jié)果表明,本文所提的設(shè)計(jì)方法對(duì)寬帶寬波束圓極化天線的設(shè)計(jì)具有一定指導(dǎo)意義。
　　 5.研究了兩種電感加載的小型圓極化天線。對(duì)實(shí)現(xiàn)圓極化天線的進(jìn)一步小型化的方法進(jìn)行了研究,將一種新的電感加載技術(shù)應(yīng)用于十字交叉偶極子天線中,這就相當(dāng)于增加了天線的電長(zhǎng)度

5、。給出了等效電路模型,完成了兩種小型圓極化天線的設(shè)計(jì),并與最新發(fā)表的文獻(xiàn)做了比較。結(jié)果表明,這種電感加載的方法是一種實(shí)現(xiàn)天線小型化的有效方法,這兩種天線模型均比文獻(xiàn)中的天線具有更小的體積。
　　 6.研究了兩種用于移動(dòng)通信領(lǐng)域的室內(nèi)覆蓋寬帶天線。研究了一種覆蓋GSM/UMTS/WLAN頻段的雙頻寬帶埋墻天線和一種頻帶更寬的覆蓋800MHz～3GHz的室內(nèi)埋墻天線。研究了將天線置于墻壁中時(shí),墻壁對(duì)天線性能的影響。結(jié)果表明,這兩種天