新型平面超寬帶天線研究與設(shè)計(jì).pdf

1、美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）于2002年2月批準(zhǔn)超寬帶（UWB）系統(tǒng)的商用頻段頻為3.1-10.6 GHz。超寬帶系統(tǒng)由于其高的數(shù)據(jù)傳輸速率、大的信息容量、低功耗等優(yōu)點(diǎn)吸引了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。同在傳統(tǒng)的窄帶無(wú)線通信系統(tǒng)相同，天線在超寬帶系統(tǒng)中也扮演中重要的角色。在FCC規(guī)定的頻段內(nèi)還存在著一些窄帶通信系統(tǒng)，如工作在3.4-3.69 GHz的WiMAX系統(tǒng)和工作在5.15-5.35，5.725-5.825 GHz的WLAN系統(tǒng)，為

2、了避免UWB通信系統(tǒng)和這些窄帶通信系統(tǒng)之間的干擾，所設(shè)計(jì)的UWB天線應(yīng)在這些頻段具有陷波特性。伴隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的興起和迅速發(fā)展，移動(dòng)設(shè)備不僅要能傳輸傳統(tǒng)的語(yǔ)音數(shù)據(jù)，還要能傳輸圖像和視頻數(shù)據(jù)，這使得原本就有限的頻譜資源變得更加緊張。為了更有效的利用有限的頻譜資源，具有多輸入多輸出（MIMO）特性的天線是未來(lái)的發(fā)展方向之一。
　　本文以新型平面UWB天線為研究對(duì)象，進(jìn)行理論分析、仿真優(yōu)化設(shè)計(jì)和實(shí)際測(cè)試，所做的主要工作為：
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3、1）介紹了超寬帶的定義和發(fā)展歷史以及超寬帶所具有的優(yōu)勢(shì)；對(duì)超寬帶天線的發(fā)展過(guò)程、研究現(xiàn)狀和常見的超寬帶天線進(jìn)行了綜述；闡述了超寬帶天線設(shè)計(jì)相關(guān)的一些問(wèn)題。
　?。?）對(duì)各種已有的陷波技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)，運(yùn)用多種陷波技術(shù)設(shè)計(jì)了兩款具有陷波特性的 UWB天線。陷波天線＃1通過(guò)在輻射貼片的恰當(dāng)位置開槽使得基本超寬帶天線單元在獲得在2.52-3.66 GHz帶阻特性的同時(shí)產(chǎn)生了一個(gè)額外的2.4-2.484 GHz藍(lán)牙頻段，可以應(yīng)用于同時(shí)支持B

4、luetooth和UWB協(xié)議的設(shè)備中；通過(guò)在矩形輻射貼片底部?jī)蛇吶サ魞蓚€(gè)三角形可以有效的改善天線的高頻特性，而在微帶饋線下端的地面開槽可以增強(qiáng)饋線和輻射單元的匹配從而改善天線的性能；通過(guò)在微帶饋線兩邊加上一對(duì)對(duì)稱的矩形開槽諧振器可以在5.02-6.05 GHz的WLAN頻段產(chǎn)生阻帶。陷波天線＃2是在已設(shè)計(jì)的工作在3-12 GHz的倒U形槽超寬帶天線基礎(chǔ)上進(jìn)行陷波研究；通過(guò)在地面寬槽內(nèi)引入一個(gè)支節(jié)可以在3.4-3.69GHz的WiMAX頻

5、段內(nèi)實(shí)現(xiàn)阻帶；通過(guò)在輻射貼片開C形槽成功將5-6GHz WLAN頻段阻止。
　?。?）設(shè)計(jì)了兩款具有雙極化特性的平面UWB天線。在總結(jié)前人研究工作的基礎(chǔ)上創(chuàng)新的提出了一種等腰直角三角形槽結(jié)構(gòu)用于雙極化超寬帶天線設(shè)計(jì)；通過(guò)設(shè)計(jì)新的結(jié)構(gòu)，可以在保證天線滿足性能指標(biāo)的同時(shí)有效的減小天線的體積并提高端口的隔離度；給出了天線的詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程，并對(duì)端口間的相關(guān)系數(shù)進(jìn)行了討論。在第一款天線的基礎(chǔ)上進(jìn)行了再次改進(jìn)使得天線尺寸進(jìn)一步減小同時(shí)性能得到提