【摘 要】
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天线是将高频电信号和空间电磁波相互转换的器件。相比于线极化天线,圆极化天线具有能够接受任意线极化及相同旋向圆极化来波等特性,且在抗多径干扰、抑制雨雾等气候引起的去极化效应等方面,优点显著。同时,当今社会的信息量爆涨,无线信道必须足够大以满足通信系统要求,这些都驱动了宽带圆极化天线的研究印刷类天线因其具有设计灵活,易于集成,结构紧凑等优点,而得到广泛的应用。由于宽带圆极化印刷天线具有剖面低、加工简单
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天线是将高频电信号和空间电磁波相互转换的器件。相比于线极化天线,圆极化天线具有能够接受任意线极化及相同旋向圆极化来波等特性,且在抗多径干扰、抑制雨雾等气候引起的去极化效应等方面,优点显著。同时,当今社会的信息量爆涨,无线信道必须足够大以满足通信系统要求,这些都驱动了宽带圆极化天线的研究印刷类天线因其具有设计灵活,易于集成,结构紧凑等优点,而得到广泛的应用。由于宽带圆极化印刷天线具有剖面低、加工简单、宽圆极化带宽等优点,因此本文对宽带圆极化印刷天线进行深入研究,设计出三款宽带圆极化天线:单层宽带圆极化微带天线、宽带圆极化C形缝隙天线和共面波导馈电宽带圆极化天线。基于顺序旋转馈电结构设计了一款单层宽带圆极化微带天线。该天线通过加载四个围绕环形馈电网络正交排布的方形贴片结构实现圆极化辐射性能,并通过在地板和辐射贴片中引入U型缝隙结构来展宽天线的圆极化带宽。此外,为了拓展天线在高频处的圆极化带宽,将其中的一个方形贴片进行了小型化和切角操作。测试结果表明天线实现了26.4%(5.25GHz-6.85GHz)的S11<-10dB阻抗带宽,以及21.5%(5.40GHz-6.70GHz)的AR<3dB轴比带宽。该天线的尺寸为50mm*50mm*1.524mm,相比于传统的宽带圆极化微带天线而言具有更小的剖面以及更宽的带宽,便于用于宽带无线通信系统中。基于缝隙辐射结构设计了一款宽带圆极化C形缝隙天线。该天线采用偏心的C形馈电结构和C形缝隙地板实现了圆极化,通过在地板上减去了一个圆形缝隙的方法拓展了天线在低频2.50GHz和高频5.75GHz处的圆极化带宽。测试结果表明天线实现了98.9%(2.20GHz-6.50GHz)的S11<-10dB阻抗带宽,以及95.5%(2.30GHz-6.50GHz)的AR<3dB圆极化带宽。该天线尺寸为35mm*35mm*1mm,相比于之前公开发表的缝隙圆极化天线,该天线具有更小尺寸的同时,亦具有更宽的圆极化带宽。基于共面波导(Coplanar waveguide,CPW)馈电结构设计了一款共面波导馈电宽带圆极化天线。该天线通过采用改进的不对称矩形金属地板和矩形辐射贴片实现了圆极化,并对其中一块地板开矩形缝隙和加载弯折枝节,之后引入类W形金属贴片微扰拓展了天线带宽。测试结果表明天线实现了120%(1.50GHz-6.00GHz)的S11<-10dB阻抗带宽,以及47.7%(3.25GHz-5.30GHz)的AR<3dB圆极化带宽。
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