论文部分内容阅读
随着通信用户的不断增加,原有通信的容量压力倍增,传统基站天线（频带窄,体积大）已经无法满足通讯要求。因此,新一代移动通讯面临用户持续增长和现有空间资源紧张等矛盾问题。这促使未来天线的发展趋势向着宽带和小型化的方向发展。宽带化和小型化即为本文讨论的核心问题。（1）为实现天线宽带化设计,设计了一款基于结构分形的双极化对称振子天线。匹配带宽为1.632.97 GHz(S11<10 dB),隔离度在频带内超过22 dB。方向图稳定,增益超过7.77dBi,较宽的频带满足宽带基站天线单元设计要求。（2）为优化天线宽带化设计,设计了一款基于近场耦合的栅格型宽带双极化天线。分析了近场耦合拓展天线带宽的原理以及各主要参数对频带的影响,带内低、中、高频均匹配良好,宽带化设计完成度较高,克服了由于两频点左右迁移导致的中频失配的问题。天线匹配相对带宽为47.1%(1.67-2.70 GHz,S11<15 dB),隔离度在频带内超过23 dB,在工作频段范围内,增益大于8.35dB;为强化近场耦合效应拓宽匹配带宽,设计一款平面笼形宽带双极化天线,天线匹配相对带宽为55.0%(1.70-2.99 GHz,S11<15 dB),隔离度在频带内超过20 dB,增益大于8.3 dBi。（3）为实现宽带天线小型化设计,设计了一款宽带人工磁导体（Artificial Magnetic Conductor,AMC）,实现了宽带同相位反射板以降低天线剖面,建立了宽带AMC结构的等效电路拓扑结构。从等效传输线理论出发,定量解释降低剖面的原因,并对比传统贴片型AMC结构,拓展同相位带宽频带从7.5%到61.5%;设计一款基于宽带AMC低剖面宽带双极化偶极子天线。横向尺寸通过分布电容电感结构缩减,剖面高度通过AMC同相位反射原理降低,宽带通过近场耦合实现。天线横向尺寸缩减22.7%、剖面高度下降50%。天线匹配相对带宽为51.8%(1.70-2.84 GHz,S11<15 dB),隔离度在频带内超过30dB,增益大于8.4 dBi。实测与仿真结果匹配程度较好,结果均满足预期设计指标。