高性能超宽带分集天线的设计与研究

论文摘要

随着现代无线通信技术的迅速发展,如何实现有限空间中的多天线极化分集,成为研制小型高性能无线通信设备中的一大难题。提高阵元的极化纯度、减少互耦和有效降低阵元对安装场合的依赖性是解决该问题的有效途径。因此,高性能超宽带分集天线的研究具有非常重要的意义。本文提出了具有低交叉极化特性的小型超宽带天线的设计思想,以探索提高天线极化纯度的理论和方法,解决极化分集中天线阵元的电磁互耦问题。在超宽带分集天线的设计基础上,设计了具有频谱感知功能的宽-窄带组合天线。论文的主要工作如下:（1）论文首先探讨了超宽带通信和超宽带天线的概念、基本理论和分析方法,并合理解释了其工作机理。（2）在理论研究的基础上,研究有限空间内多个小型超宽带天线的共存问题。设计并分析了超宽带分集天线和宽-窄带组合天线,这两种天线都是分别采用垂直极化和水平极化方式来获取分集增益的,从而获得了高于30dB的隔离度。（3）利用电磁场仿真软件IE3D进行大量的辅助计算,分别制作了超宽带分集天线和宽-窄带组合天线样品各一种,进行了实验测量,考察了这些天线的实际性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 超宽带通信发展概况
• 1.2 超宽带天线发展概况
• 1.2.1 超宽带天线的定义
• 1.2.2 超宽带天线研究现状
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 小型平面宽带天线的分析方法与设计原理
• 2.1 引言
• 2.2 微带天线的一般分析方法
• 2.2.1 传输线模型理论
• 2.2.2 空腔模型理论
• 2.3 小型平面天线的工作机理与设计依据
• 2.3.1 微带天线的辐射原理
• 2.3.2 微带天线宽频带技术
• 2.4 天线分集技术
• 2.5 本章小结
• 第三章 高性能超宽带分集天线的设计
• 3.1 引言
• 3.2 超宽带单极子天线的设计与分析
• 3.2.1 辐射单元的选择
• 3.2.2 超宽带单极子天线的设计
• 3.2.3 两个超宽带单极子天线组成的天线阵列
• 3.3 超宽带渐变槽线天线的设计及结论分析
• 3.3.1 Vivaldi 天线发展概况
• 3.3.2 超宽带渐变槽线天线的设计与分析
• 3.4 高性能超宽带分集天线的设计与分析
• 3.5 宽-窄带组合天线的设计
• 3.6 小结
• 第四章 天线的测量和结果分析
• 4.1 引言
• 4.2 超宽带分集天线实测结果分析
• 4.3 宽-窄带组合天线实测结果分析
• 4.4 小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 后续工作及展望
• 致谢
• 攻读硕士学位期间获得的成果
• 参考文献