宽带/多频平面印刷天线设计

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作为无线通信系统中的重要组成部分之一,天线性能的优劣直接影响着系统的通信质量。近年来,平面印刷天线由于具有剖面低、重量轻、易集成、易加工、成本低廉等优势,受到了国内外学者的广泛关注并被大量应用于无线通信系统中。  本文对印刷天线中的宽频微带天线及多频单极子天线进行了研究,主要内容包括:⑴设计了一种线极化水平全向辐射的宽带微带天线。该天线通过对中心馈电的圆形贴片加载接地短路柱和耦合圆环片,来实现线极化天线的宽带阻抗匹配以及带内的水平全向辐射。天线实物的测试结果与仿真结果吻合良好,实现了微带天线的宽带化。⑵设计了一款双频宽带印刷单极子天线。该天线通过在传统的圆环形单极子天线上加载“U”形枝节,并使用共面波导馈电,可产生两个频段,这两个频段覆盖2.4~2.55GHz、3.6~6.05GHz,满足了WLAN(2.4/5.2/5.8GHz)通信要求。天线实物的实测与仿真结果吻合良好,该天线具有较好的频段和全向辐射特性,适用于WLAN无线通信系统。⑶设计了一个多频印刷单极子天线。该天线由在介质基片正、反面加载螺旋环的金属条带构成,正面的螺旋环通过导电铜柱与背面的螺旋环连接。通过微带线馈电,产生了四个可使用的频段。螺旋环的引入,改善了天线的高频辐射特性,解决了一般单极子天线在高频段容易发生方向图畸变的问题。实验结果表明,该天线具有稳定良好的全向辐射特性,根据其覆盖的频段范围可以将其应用在WLAN和WiMAX无线通信系统中。
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