两类宽频带全向天线的设计

论文摘要

随着宽带无线电传输技术近年来在国际上蓬勃兴起,它的难点和重点之一---宽频带天线的设计也成为学者研究和关注的对象。本文的主要工作就是研究宽频带全向天线的发展和实现形式,对两种不同类型的宽带全向天线进行了仿真分析和实验验证。论文首先从具有宽频带全向特性的经典天线模型---双锥天线出发,在典型双锥天线的基础上设计出一种改进的双锥天线,该天线通过在锥体上采用渐变结构,在锥体末端连接上圆柱体来拓宽天线的带宽,经过仿真和优化确定天线的模型,实际制作出了天线实物并进行了实验测量,天线在0.74.3GHz左右的范围内驻波比均在2以下,较典型双锥天线带宽有较大的拓宽。其次,设计了一个新型的共面波导馈电印刷缝隙天线。在分析平面印刷缝隙天线和共面波导的特点与优势的基础上,结合一种蝶形缝隙天线和上述改进的双锥天线,设计出了一种新型的平面印刷缝隙天线,对天线进行了仿真优化,制作出了天线实物,并进行了实验测量。经过仿真分析和实验验证,该天线阻抗带宽较宽,相对带宽为111%,实际带宽约从414GHz,且具有相位中心稳定、交叉极化电平低等特点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 天线的基本概念
• 1.3 宽带天线的历史与发展现状
• 1.3.1 宽带天线的历史
• 1.3.2 宽频带天线的发展和实现方法
• 1.4 天线设计中的数值计算软件介绍
• 1.5 论文主要工作及内容安排
• 第二章 宽频带天线和系统
• 2.1 天线的频谱控制
• 2.1.1 天线的尺寸比例
• 2.1.2 天线和滤波
• 2.2 天线的效率
• 2.2.1 效率的理论
• 2.2.2 效率的测量
• 2.2.3 宽频带Wheel cap 理论
• 2.3 天线的方向性
• 2.3.1 全向和定向的比较
• 2.3.2 关于幅度比较的定向寻找问题
• 2.3.3 小口径的宽带天线定向寻找问题
• 2.4 本章小结
• 第三章 双锥天线的分析与改进
• 3.1 双锥天线的基本概念
• 3.2 有限长双锥天线的理论分析
• 3.2.1 问题的数学描述
• 3.2.2 波动方程的解及在内域和外域中的讨论
• 3.2.3 天线的输入阻抗
• 3.2.4 自相似原理
• 3.3 双锥天线的仿真与改进
• 3.3.1 典型双锥天线的分析与仿真
• 3.3.2 改进双锥天线的设计
• 3.4 本章小结
• 第四章 共面波导馈电印刷缝隙天线的设计
• 4.1 缝隙天线的研究背景
• 4.1.1 缝隙天线的特点和应用
• 4.1.2 缝隙天线的研究历史
• 4.2 缝隙天线的基本原理及分析方法
• 4.2.1 缝隙天线的辐射模型及理论分析
• 4.2.2 缝隙天线的功率及辐射导纳
• 4.3 共面波导馈电印刷缝隙天线的设计
• 4.3.1 共面波导的特点
• 4.3.2 天线的设计
• 4.3.3 天线的仿真和测量
• 4.4 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间研究成果