一种用于MIMO通信的宽带平面天线的设计

论文摘要

本文首先对微带天线的发展历程、基本模型和辐射原理进行了阐述。并对阵列天线的辐射特性以及微带功分器的基本原理和微带阵列天线馈电网络的设计做了简要介绍。以缝隙耦合馈电形式的微带贴片天线为基本单元,设计了用于MIMO通信的线极化阵列天线,同时对低副瓣阵列天线和圆极化阵列天线进行了研究。MIMO多是指无线网络讯号通过多重天线进行同步收发,可以增加资料传输率。本文设计仿真并且进行了加工和测试的微带线极化定向阵列天线用于MIMO通信。文中对设计仿真的过程以及实物的测试和调试进行了详细的阐述,并将仿真和测试结果进行了对比分析。天线测试结果完全达到了设计要求。在要求的频带内驻波小于1.5,天线增益大于18dB。在低副瓣阵列天线的设计过程中,我们通过对馈电网络的设计使得H面的副瓣电平相对值达到了-19dB。圆极化阵列天线的设计是通过对两个互相垂直的H形缝隙进行幅度相等,相位相差90。的馈电,得到天线的圆极化性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 微带天线概述
• 1.2 本文研究的目的和意义
• 1.3 本文的主要内容安排
• 第二章 微带天线的基本理论
• 2.1 微带传输线的基本理论
• 2.2 微带天线的结构
• 2.3 微带天线的分析方法
• 2.3.1 解析方法
• 2.3.2 数值方法
• 2.4 微带天线常见的馈电方法
• 2.4.1 微带线馈电
• 2.4.2 同轴线馈电
• 2.4.3 电磁耦合馈电
• 2.4.4 缝隙耦合馈电
• 2.4.5 共面波导线馈电
• 2.5 展宽微带天线频带的方法
• 第三章 微带面阵列天线
• 3.1 微带面阵常见形式
• 3.2 微带面阵的辐射特性
• 3.2.1 微带面阵方向性分析
• 3.2.2 共面馈线对面阵辐射特性的影响
• 3.3 微带型功分器的基本原理及微带面阵馈电网络的设计
• 3.3.1 微带型功分器的基本原理
• 3.3.2 微带阵列馈电网络的分类
• 第四章 缝隙耦合馈电形式微带阵列天线的设计
• 4.1 缝隙耦合馈电微带天线的基本模型和原理
• 4.2 缝隙耦合微带天线单元的设计与仿真
• 4.2.1 介质材料及单元尺寸的选取
• 4.2.2 缝隙形状和缝隙与馈线的相对位置对耦合强弱的影响
• 4.2.3 缝隙耦合馈电形式单元的设计与仿真
• 4.3 低副瓣缝隙耦合阵列天线的设计与仿真
• 4.3.1 阵列综合中几种常见的电流幅度分布形式
• 4.3.2 低副瓣缝隙耦合阵列天线仿真实例
• 4.4 缝隙耦合圆极化阵列天线的设计与仿真
• 4.4.1 圆极化波的产生及实现圆极化的途径
• 4.4.2 圆极化波的性质及参数
• 4.4.3 缝隙耦合圆极化阵列天线设计实例
• 4.5 一种用于MIMO通信的阵列天线的设计与调试
• 4.5.1 阵列模型的建立
• 4.5.2 仿真结果分析
• 4.5.3 阵列驻波的调试与测试
• 4.5.4 方向图和增益测试结果
• 4.6 小结
• 第五章 总结
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间研究成果