【摘 要】
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随着社会的发展,以及无线通信技术的大范围普及和应用,人们对当前无线局域网天线的设计提出了更高的要求,为了适应现代愈发稀缺的频谱资源,并且在天线有限尺寸的条件下,天线对宽带化的要求越来越高。圆极化天线的接收信号能力更强,可以减少由多径效应和法拉第效应引起的信号衰落现象的发生。因此圆极化技术可以很好地应用于无线传输系统中。基于上述背景,本文设计了三种可覆盖无线局域网频段的宽带圆极化天线。作为所设计天线
【基金项目】
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国家自然科学基金（61671200）；
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随着社会的发展,以及无线通信技术的大范围普及和应用,人们对当前无线局域网天线的设计提出了更高的要求,为了适应现代愈发稀缺的频谱资源,并且在天线有限尺寸的条件下,天线对宽带化的要求越来越高。圆极化天线的接收信号能力更强,可以减少由多径效应和法拉第效应引起的信号衰落现象的发生。因此圆极化技术可以很好地应用于无线传输系统中。基于上述背景,本文设计了三种可覆盖无线局域网频段的宽带圆极化天线。作为所设计天线的一个应用实例,对物联网远程数据检测系统进行了研究,可以对终端传感器数据进行采集和上传,在分析系统的基础上,设计了一套基于Zig Bee的物联网远程检测系统,主要内容如下:（1）利用电磁耦合馈电方式的宽频带圆极化天线。天线的辐射贴片为上下对称分布,且相互垂直,可以在上下两个方向上激发出左旋圆极化。H型缝隙引起的辐射在y轴上更加均匀,有助于改善天线的阻抗特性,通过在辐射贴片中心和四周加载圆形缝隙,使得轴比小于3 d B的有效范围更大。最终该天线实现了阻抗带宽覆盖2.32-2.58 GHz,轴比带宽覆盖2.24-2.57 GHz。后来,同样采用电磁耦合馈电方式设计了一种两层结构的双频宽带圆极化天线,通过在上层辐射贴片上加载十字形缝隙,增加了高频工作点。低频段阻抗带宽范围为2.38-2.58 GHz,轴比带宽范围为2.39-2.57GHz,可以辐射右旋圆极化波。高频段阻抗带宽范围为4.85-6.62 GHz,轴比带宽范围为5.12-5.60 GHz,可以辐射左旋圆极化波。（2）采用旋转式馈电网络的宽带阵列圆极化天线。天线单元是采用共面波导馈电的宽带圆极化天线,这种馈电方式可以很好拓展带宽,馈电线采用不对称处理,可以进一步拓展天线的轴比带宽。将单元进行顺序旋转摆放,组成四单元的阵列天线,通过在接地面加载缺陷地结构,可以有效地拓展天线的工作带宽。最终该天线实现的阻抗带宽范围为1.05-2.67 GHz,轴比带宽的范围为1.84-2.62 GHz。频带内的方向图稳定,最高增益稳定在8.2 d Bi。（3）作为上述设计的典型应用,设计并测试了一种基于Zig Bee的物联网远程检测系统。可以实现远程终端数据的采集和上传。对所设计天线进行了通信测试,实验表明所设计三种天线较传统胶棒天线有更好的无线传输性能。
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