● 摘要
随着现代无线通信技术的发展，在同一系统中集成满足多个通信标准的无线通信设备已成为现代通信系统的设计需求之一。集成电路技术的快速发展推动着无线通信设备向小型化、集成化的方向不断前进。天线作为收发电磁波的器件，是无线通信系统的重要组成部分。从而，小型化和多频工作成为天线的重要研究方向。 本论文针对目前多频天线设计中存在的不足，提出了基于宽带理论和陷波理论的小型化多频天线设计与分析。多频天线设计方面，通过在辐射体上刻蚀倒U 形缝隙对非工作频段进行陷波实现了T 形单极子天线的多频工作。多频天线分析方面，研究了T 形单极子宽带天线各参数对于天线阻抗特性的影响；提出了改进的T 形单极子宽带天线的频带起始频率计算公式；分析了倒U 形陷波缝隙的工作机理及各参数对其陷波特性的影响。在天线设计和分析的基础上，本论文对多频天线进行了加工和测试，其实测结果与仿真结果匹配良好。 为实现天线与无线通信设备中后置电路的协同仿真，天线等效电路的研究极为必要。本论文提出了基于特征模式理论的等效电路研究。以T 形单极子宽带天线的特征模式分布为基础，提取了其RLC 集总参数等效电路；基于传输线理论和谐振理论，分别提取了陷波结构的传输线模型和RLC 集总参数模型，进而提取了多频天线的等效电路。该等效电路具有明晰的物理意义和较高的精度，为天线与无线通信设备后置电路的协同仿真提供了解决方案。