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随着移动通信技术的快速发展,宽带、高增益、小型化基站天线已经成为当前的研究热点和难点。在平面基站天线设计中,一般需要在距离天线振子1/4个波长处加金属反射板,这使得基站天线高度很高。对于工作在LTE700和GSM900通信频段的基站天线,这一问题更加突出。本文主要研究和设计宽带人工磁导体(artificial magnetic conductor:AMC)结构,将其取代传统的金属反射板,使基站天线高度大幅度降低。论文主要包括三方面的研究工作:1.研究了AMC结构的表面波带隙和同相反射相位特性机理,并在此基础上提出了宽带AMC结构的设计方法。根据该方法设计了一种新型宽带AMC结构单元,其同相反射相位带宽为0.8-1.2GHz,相对带宽为40%。2.研究了AMC结构在降低平面基站天线高度中的应用。将上面所设计的宽带AMC结构单元按90度旋转对称的形式排布成9×9的AMC结构,并将其分别加载到线极化、双极化、圆极化平面天线振子上。实验结果表明三种极化天线高度均从0.263l0.83GHz降低到0.083l0.83GHz(l0.83GHz是频率为0.83GHz时自由空间波长)。其中,线极化天线的-15d B阻抗匹配带宽为0.69-1GHz;双极化天线的-15d B阻抗匹配带宽为0.68-0.96GHz,隔离度高于35d B;圆极化天线的-15d B阻抗匹配带宽为0.68-1.09GHz,3d B轴比带宽为0.75-1.1GHz。三种极化天线的增益都在7d Bi以上,整体性能均满足LTE700和GSM900移动通信基站天线的要求,说明本文所设计的宽带AMC结构可有效降低多种极化的平面天线。3.提出了一种改进型宽带AMC结构。本文根据前面提出的宽带AMC结构设计方法,对前面所设计的宽带AMC结构进行改进,并将改进后的AMC结构分别加载到线极化、双极化和圆极化平面天线上。实验结果表明该AMC结构同样能使三种极化的天线整体高度降低到0.083l0.83GHz并保持宽带特性,验证了本文提出的设计方法的正确性和有效性。