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题目:微带八木贴片天线的可调谐设计和小型化研究

关键词:八木天线,微带天线,可调谐,小型化,分形

  摘要

微带八木贴片天线是一种基于传统八木天线的宽带平面微带天线,它具有良好的增益特性。微带八木贴片天线有效地实现了宽带、高增益、小型化的特点,并且其在水平方向上的能量辐射范围大,然而其在垂直方向上的能量辐射又相对集中,因而在远距离地面通信中能有效增加辐射能量的利用效率。随着现代大容量、超宽带、多功能综合信息系统的迅猛发展,搭载在同一平台上的信息子系统数量迅速增加。在减轻重量、降低综合信息系统的成本以及减小系统的雷达散射截面从而来实现系统的良好电磁兼容性能等方面来看,这种现象是非常有害的,从而也成为制约信息系统进一步向多功能、大容量、超宽带等方向发展、应用的重要“瓶颈”。但是若一个天线能够通过可调谐调向来实现多种电磁特性,并且实现小型化,那么将大大减少系统的电磁复杂度。首先,本文设计了一种可以实现可调谐功能的微带八木贴片天线。此天线选用铁氧体作为微带八木贴片天线的介质基板,运用铁氧体的性能与外加偏置磁场的方向、大小以及饱和磁化强度 之间的关系,通过改变外加偏置磁场的方向有效地实现了微带八木贴片天线可调谐(中心频率调整范围3.05GHz 3.5GHz)调相( )的性能。其次,小型化也是微带天线发展的一个必然趋势,而分形天线是实现天线小型化的一个重要方向。本文基于Minkowski、Koch分形的原理,结合微带八木贴片天线辐射的自身特点,将Minkowski、Koch分形运用在微带八木贴片天线的贴片上,有效的实现了其小型化(面积减小了48%)。最后按照设计好的天线形状尺寸加工出样件,进行测试并与仿真结果对比,综合验证了上述建模及小型化方法的有效性、可行性。实测验证结果表明此种分形方法运用于微带八木贴片天线的小型化是实际可行的。