寬帶天線的研究與設(shè)計.pdf

1、近年來，無線通信系統(tǒng)得到了飛速發(fā)展，作為通信系統(tǒng)的重要組成部分，天線技術(shù)也得到日新月異的發(fā)展，針對天線的新技術(shù)和新指標(biāo)也層出不窮。通信頻段不斷向?qū)掝l帶、高增益方向發(fā)展，因此如何在保證天線高性能的前提下，提高天線的帶寬是未來天線發(fā)展的一個重要方向。寬帶天線現(xiàn)在廣泛應(yīng)用在各種軍用民用通信設(shè)備中，軍用部分如車載天線、機載天線、艦載天線等，民用部分如電視轉(zhuǎn)播、廣播以及遙測技術(shù)等。本文闡述了寬帶微帶天線與寬帶圓錐螺旋天線的設(shè)計理論以及國內(nèi)外研究現(xiàn)

2、狀，對寬帶天線的研究工作分為兩部分內(nèi)容：
　　1.設(shè)計了工作頻段為184MHz到241MHz，3dB波瓣寬度為70°的寬帶微帶天線；
　　2.設(shè)計了工作頻段為4GHz到6GHz的圓錐對數(shù)螺旋天線，并且添加了與之相匹配的梯形結(jié)構(gòu)微帶巴倫。
　　首先根據(jù)實際工程應(yīng)用需要，結(jié)合微帶天線的理論基礎(chǔ)和電性能特點，仿真設(shè)計了E型結(jié)構(gòu)微帶天線。由于工程應(yīng)用中對3dB波瓣寬度的要求，在設(shè)計的微帶天線上，加入了優(yōu)化3dB波瓣寬度的金屬腔

3、體。此外為了增加天線的阻抗帶寬，也為了提高天線的穩(wěn)定性，在饋電端口與輻射貼片之間通過半徑為7mm的銅柱進(jìn)行連接。后面研究了阻抗帶寬與輻射貼片高度、饋電銅柱位置以及輻射貼片中間寬度的關(guān)系，通過參數(shù)掃描，優(yōu)化了天線的結(jié)構(gòu)參數(shù)，從而得到最佳的阻抗帶寬。該天線實物經(jīng)過測試，天線的電特性在工作頻段內(nèi)滿足應(yīng)用要求。
　　其次為了實現(xiàn)寬頻帶、定向輻射、圓極化特性，以非頻變天線為理論基礎(chǔ)仿真設(shè)計了工作頻段為4GHz-6GHz的圓錐對數(shù)螺旋天線。為

4、了實現(xiàn)圓錐對數(shù)螺旋天線的阻抗匹配，設(shè)計了梯形結(jié)構(gòu)的微帶巴倫，提高了天線的阻抗帶寬。此外對天線采用嵌套的方式進(jìn)行固定，在保證天線性能的情況下，增強了天線的穩(wěn)定性。該天線在工作頻帶內(nèi)具有明顯的寬頻帶、圓極化特性，3dB波瓣寬度達(dá)到80°以上，增益達(dá)到4.5dB以上，且與同頻帶的傳統(tǒng)圓錐螺旋天線相比具有較小的幾何尺寸。為了進(jìn)一步研究該天線的工作原理，分析了天線螺旋臂的圈數(shù)、天線圓錐底部圓半徑以及天線螺旋臂的角寬度對天線電壓駐波比、增益以及波瓣