超宽带天线的研究与设计

论文摘要

超宽带天线广泛应用于如电视、调频广播、遥测技术、宇航和卫星通信等领域中。尤其是近年来兴起的超宽带无线通信技术,使此类天线成为当今研究的焦点。本文对超宽带天线的设计理论与实现方法进行了研究。论文的研究工作为两部分内容,1.研究了工作频带为2.7-18GHz的超宽带微带宽缝隙天线。2.研制了工作频带为2.0GHz-8.0GHz的圆锥对数螺旋天线。首先在超宽带基本理论的基础上,仿真设计了几种具有超宽带特性的宽缝隙天线,通过回波损耗图的对比,提出了一种新型超宽带微带线馈电的倒拱形缝隙天线,其辐射贴片为圆形。研究了阻抗带宽和馈线间隙之间的关系,即馈线和缝隙的耦合间隙为最优值时,可以获得一个最佳的阻抗带宽。本天线可用于超宽带无线通信系统。其次为了实现宽频带单向辐射圆极化特性,以非频变天线为理论基础仿真并设计了2.0-8.0GHz圆锥对数螺旋天线。天线在工作频带内具有明显的宽频带圆极化特性。与传统天线相比,该天线的几何尺寸小于同频带螺旋天线的几何尺寸。并研制了实验样机,同时对天线的实物样机进行了测试,结果表明天线的电特性在工作频带内满足应用要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 超宽带天线概述
• 1.1.1 天线带宽的表示方法
• 1.1.2 天线带宽的限制因素
• 1.1.3 实现天线宽频带的方法
• 1.2 超宽带天线的发展现状
• 1.3 本文的主要工作及内容安排
• 第二章 微带天线的理论分析
• 2.1 微带天线概述
• 2.2 微带天线的基本理论
• 2.2.1 微带天线的形式
• 2.2.2 微带天线的辐射机理
• 2.2.3 微带天线的分析方法
• 2.2.4 微带天线的基本电参数
• 第三章 超宽带技术和超宽带天线
• 3.1 超宽带技术简介
• 3.1.1 UWB的特点
• 3.1.2 UWB的应用和局限性
• 3.2 超宽带天线
• 3.3 微带线馈电的宽缝隙天线
• 3.3.1 设计思路
• 3.3.2 设计结构
• 3.3.3 结论
• 第四章 圆锥对数螺旋天线的设计
• 4.1 非频变天线
• 4.2 非频变天线原理
• 4.3 非频变天线相似原理
• 4.4 天线电参数的指标要求及研究内容
• 4.4.1 圆锥对数螺旋天线简述
• 4.4.2 圆锥对数螺旋天线设计理论
• 4.4.3 圆锥对数螺旋天线的仿真
• 4.4.4 驻波系数和输入阻抗测量
• 4.4.5 右旋圆极化方向图及增益测量
• 第五章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间的研究成果