超宽带平面印刷天线的频带展宽及带阻特性研究

论文摘要

超宽带（UWB, Ultra-wideband）技术是一种新颖的无线通信技术。它解决了困扰传统无线技术多年的有关传播方面的重大难题,具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、低截获能力、能提供数厘米的定位精度、系统复杂低等优点。UWB技术广泛应用在雷达成像、定位、测距、通信等领域,而超宽带天线作为其必不可少的部件,直接影响着整个通信系统的质量。因此,研究和设计超宽带天线具有一定的挑战性和实用价值。本文首先介绍了超宽带技术的特点、应用及超宽带天线的频带展开技术和带阻技术,接着介绍了超宽带天线的基本理论、分析方法及技术要求。最后,针对UWB技术在短距离通信方面的应用,通过电磁仿真,研究和讨论了平面印刷单极子天线和印刷缝隙天线。本文主要工作如下：1.通过对平面印刷单极子天线的接地板进行渐变结构处理,拓展了天线的阻抗带宽,其VSWR<2的频段为2.89-12.00GHz。2.在实现宽频带天线的基础上,接着在地板上开“L”形对称槽,实现5-6GHz频段的带阻特性,避免了对WLAN段信号的干扰。3.对共面波导馈电的平面印刷缝隙天线的辐射贴片进行结构优化,使其与接地板具有良好的匹配,实现天线的频带展宽特性,其VSWR<2的阻抗带宽为3.02-11.65GHz.4.在实现宽频带天线的基础上,接着在辐射贴片上开两个倒“U”形槽,改变辐射贴片上电流的方向,分别实现5-6GHz和7.7-8.5GHz频段的带阻特性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 超宽带技术简介
• 1.3 超宽带天线的研究现状及趋势
• 1.3.1 宽频带技术
• 1.3.2 陷波技术
• 1.4 本论文主要工作和内容安排
• 第二章 超宽带天线基本理论、分析方法及技术要求
• 2.1 超宽带天线的性能参数
• 2.1.1 辐射方向图
• 2.1.2 方向性系数及增益
• 2.1.3 输入阻抗与驻波比
• 2.1.4 极化
• 2.1.5 带宽
• 2.2 发射和接收天线的基本工作原理
• 2.3 超宽带天线的主要分析方法
• 2.3.1 解析法
• 2.3.2 数值分析方法
• 2.3.3 计算机软件辅助分析方法
• 2.4 UWB天线设计要求
• 2.5 本章小结
• 第三章 平面印刷单极子天线的研究与设计
• 3.1 微带馈电
• 3.2 天线的基本模型
• 3.3 展宽天线的带宽
• 3.3.1 对矩形接地板进行圆角处理
• 3.3.2 在接地板上开圆形槽
• 3.3.3 电流分布
• 3.3.4 方向图
• 3.3.5 增益
• 3.4 实现带阻特性
• 3.4.1 参数w1对VSWR的影响
• 3.4.2 参数s2对VSWR的影响
• 3.4.3 参数w2对VSWR的影响
• 3.4.4 电流分布
• 3.4.5 方向图
• 3.4.6 增益
• 3.5 本章小结
• 第四章 平面印刷缝隙天线的研究与设计
• 4.1 共面波导理论
• 4.2 天线的基本模型
• 4.3 展宽天线的带宽
• 4.3.1 参数r对VSWR的影响
• 4.3.2 参数a对VSWR的影响
• 4.3.3 参数b对VSWR的影响
• 4.3.4 电流分布
• 4.3.5 方向图
• 4.3.6 增益
• 4.4 带阻特性研究
• 4.4.1 5-6GHz带阻天线特性研究
• 4.4.2 7.7-8.5GHz带阻天线特性研究
• 4.4.3 电流分布
• 4.4.4 方向图
• 4.5 本章小结
• 第五章 结束语
• 参考文献
• 致谢