● 摘要
本文在电磁兼容测试和室内无线通信两个领域的背景下,研究小型化、宽频带宽波束振子天线的应用与前景,对低剖面加载振子天线进行系统的分析、设计和试验验证。加载振子天线的超宽频带宽波束特性,对于较大受试设备存在场合的电磁兼容测试和多制式合路的室内无线通信系统有着重大现实意义和应用价值。
本文提出一种低剖面具有超宽频带宽波束特点的平面加载振子天线结构。加载开口圆环的平面双层振子结构,仿真分析其有效扩展了天线低频阻抗频带宽度,并有效减小了振子尺寸。采用两段渐变的微带巴伦作为平衡馈电结构,实现了同轴线缆馈电阻抗到天线端口阻抗的转换,保证了振子天线的良好阻抗匹配特性。反射器结构的使用使天线拥有了设计需要的定向辐射方向图,并使天线获得相对较高的增益。利用该天线结构,在电磁兼容测试和室内无线通信系统两个领域,完成1-3GHz EMC测试天线和880-2700MHz室分天线的设计加工和全套测试工作,两类天线的测试结果表现出与仿真结果良好的一致性,由此可以看出该天线结构设计是十分有效的。
在超宽频带宽波束设计目标指导下,以平面振子天线结构为基础,进一步研究非平面反射器结构振子天线的设计。考虑不同曲线弯曲反射器形状对振子天线性能的影响,最终选择幂函数t=1.5的曲线弯曲反射器形状,并分析了天线的各项性能指标,完成1-4.2GHz EMC测试天线的加工测试,在不增加天线几何尺寸的情况下天线的高频频段扩展了1200MHz,表明了非平面反射器结构对于振子天线宽频带化设计的有效性,这对于电磁兼容测试天线和多制式合路的室分天线设计有着重大指导意义。
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