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题目:双频接收圆极化微带贴片天线研究

关键词:微带贴片天线,双频天线,圆极化,层叠天线,直接馈电,冗余过孔

  摘要

微带天线是近年来发展十分迅速的一类天线。它具有体积小、重量轻、低剖面、结构简单、易于加工、成本低廉等诸多优点,所以尽管其频带较窄、辐射效率较低,却仍获得了相当广泛的应用。而随着现代无线通信系统的快速发展,微带天线也将向着小型化和多功能化的方向发展,例如收发一体和多频工作等。本文在回顾了微带天线基本理论的基础上,首先介绍了微带天线的设计过程及方法,并对微带天线的多种极化方式和多频工作进行了分析和研究。其次,在对微带天线特性的研究中介绍了几种目前较为常见的微带天线小型化的方法,如开槽、开缝、加载短路探针等;总结了微带天线频带展宽的一些方法;并仿真研究了不同馈电探针结构对于天线匹配特性的影响。最后,本文的主体部分是设计实现了多款不同结构的新型双频接收圆极化微带贴片天线,主要分为平铺结构和层叠结构。平铺结构天线提出了地板独立、涂覆吸波材料等方法,有效抑制了平铺天线中的互藕影响;层叠结构的双频天线采用了双探针直接馈电方式,与此相应提出了“冗余过孔”的方法和概念,并利用上层天线垂直旋转、附加圆台等结构来改善天线性能。根据设计的天线结构进行了加工,测试。结果证明,设计的天线结构新颖,驻波比带宽分别达到了100MHz和60 MHz,低仰角轴比也达到了6dB 左右,同时也获得了较好的低仰角增益。最后提出了一个层叠天线的改进结构,既天线上部覆盖斜坡式的介质材料等,仿真显示该结构进一步改善了天线的远场性能,如低仰角70度的轴比全部在4dB以下,低仰角70度的增益也达到了1dB以上。设计的过程中同时看到,当天线结构变复杂后,仿真与实际加工的结果还是有一定差距的。后续的工作应侧重分析天线在加工过程中引入的不可控因素,从而能够保持天线性能在仿真和加工中的一致性。