陷波超宽带天线设计与研究

论文摘要

美国联邦通信委员会FCC （Federal Communications Commission）在2002年4月定义了超宽带UWB （Ultra-Wideband）通信的频谱划分,近几年来,超宽带技术在无线通信领域得到了很大的发展,基于各种结构的超宽带天线相继提出。伴随着射频组件向着高集成度发展,由于在超宽带的频谱中包含了很多的无线窄带通信频段,对具有阻带特性的超宽带天线的研究具有较大的实用价值。本论文介绍了超宽带的定义及发展历史,并从历史发展和应用方向对超宽带天线进行了划分,对超宽带天线的性能参数、指标等理论概念进行了总结,介绍了超宽带天线的分析方法。针对超宽带天线的要求设计了两种超宽带平面印刷天线和六种具有阻带抑制特性的超宽带天线。本文首先设计了两款超宽带平面印刷天线,分别采用微带馈电和共面波导馈电,通过在金属地上开槽和采用渐变结构和改变地板形状来分别优化两款天线的阻抗匹配特性并对天线的尺寸进行了小型化处理。其次,在这两款无阻带天线的基础上,通过在辐射贴片上开槽、辐射贴片上加载枝节、馈线两边加载谐振结构和蘑菇形结构,设计了四款具有阻带抑制特性的超宽带天线,通过对这四种结构的参数优化得到需要的阻带抑制特性,并对成品进行了测试。通过对不同结构的阻带性能的分析,在微带馈电的超宽带天线基础上设计了一款具有双阻带特性的超宽带天线,采用加载枝节和谐振结构的组合,并对两者间的影响进行了分析。最后在共而波导馈电的超宽带天线的基础上,通过在辐射贴片上开出一个C形和U形槽,在介质板背面加载一个SRR结构,设计了一款具有三阻带特性的超宽带天线,对UWB频段内的无线窄带频段WiMax (3.3～3.7GHz、Wlan（5.15～5.825GHz）和ITu（8.025～8.4GHz）进行了阻带抑制,天线成品测试与仿真结果匹配良好,且具有良好的辐射特性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 超宽带无线通信简介
• 1.1.1 超宽带的定义
• 1.1.2 超宽带天线的分类
• 1.2 超宽带天线的发展历史及研究现状
• 1.2.1 超宽带天线的发展历史
• 1.2.2 超宽带天线及其陷波特性的研究现状
• 1.3 本课题的内容安排
• 第二章 超宽带天线理论分析
• 2.1 火线基本参数
• 2.1.1 天线的带宽
• 2.1.2 天线的匹配
• 2.1.3 天线的方向图和方向性参数
• 2.1.4 天线的效率和增益
• 2.2 超宽带天线的几种馈电方式
• 2.2.1 微带馈电
• 2.2.2 共面波导馈电
• 2.3 超宽带天线的设计要求及分析方法
• 2.3.1 超宽带天线的实际要求
• 2.3.2 超宽带天线的分析方法
• 第三章 超宽带平面印刷天线设计
• 3.1 引言
• 3.2 超宽带平面圆极子印刷天线设计
• 3.3 超宽带共面波导类圆极子印刷天线设计
• 3.4 本章小结
• 第四章 具有阻带特性的超宽带天线设计
• 4.1 引言
• 4.2 具有单一陷波特性的超宽带天线设计
• 4.2.1 加载弧形枝节的单阻带天线设计及仿真
• 4.2.2 加载耦合单元的单阻带天线的设计及仿真
• 4.2.3 加载蘑菇形结构的单阻带天线的设计及仿真
• 4.2.4 具有开槽结构的单阻带天线设计及仿真
• 4.3 具有双阻带特性的超宽带天线设计
• 4.4 具有三阻带特性的超宽带天线设计
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文