论文结合科研项目进行选题研究,文中研究了共形通信天线和导航天线以及多频/多极化通信天线的设计问题。论文的研究工作包含以下四个部分:第一部分为穿戴式马甲共形通信天线的设计与研制;第二部分内容为手持终端一体化导航天线的方案设计;第三部分内容为宽频带高相位中心稳定度导航天线的设计与研制;第四部分研究了多频/多极化通信天线,包括高隔离度双频正交极化天线、极化可重构天线以及三频全向圆极化天线。文中的具体研究内容为:1.穿戴式马甲共形通信天线的研究。根据技术指标要求,采用Ansoft HFSS软件仿真设计了穿戴式马甲共形通信天线,在仿真设计的基础上,研制了天线工程样机。测试结果表明,天线样机与服装完全共形,其重量轻只有0.45kg,工作频带内的电压驻波比小于1.7,增益为6dB,方位面方向图为圆形(不圆度≤5dB),俯仰面方向图近似为“∞”形,而且前向波束宽度窄、后向波束宽度宽,所有指标满足设计要求,达到了设计的目的。2.针对手持终端一体化导航天线的设计需求,给出了三天线方案和五天线方案两种方案并进行了对比,对比结果表明,三天线方案的电压驻波比和增益满足指标要求,但是其隔离度约为10dB不满足隔离度≥15dB的指标要求,3dB波束宽度≥72°不满足指标要求,3dB波束宽度内的轴比≤8.4dB不满足指标要求;五天线方案的电压驻波比、增益和隔离度满足指标要求,但是其3dB波束宽度≥81°不满足指标≥120°的要求,3dB波束宽度内的轴比≤10.5dB不满足指标≤5dB的要求。因此,选用五天线方案进行下一步的优化设计,优化设计后天线的电压驻波比≤1.6、3dB波束宽度≥120°、3dB波束宽度内的轴比≤5dB、隔离度≥15.9dB、北斗频段法向增益≥2.7dB、北斗频段仰角15°增益≥-2.8dB以及S频段法向增益≥3dB都能满足指标要求。3.依据多模卫星导航系统天线的应用要求,研制了宽频带高相位中心稳定度导航天线,它能覆盖GPS的L1和L2频段以及BDⅡ的B1和B2频段。根据仿真设计结果加工了实物样机并进行了测试。测试结果表明,所设计的宽频带高相位中心稳定度天线在工作频带内,电压驻波比≤1.8,仰角90°增益≥0.2dB,仰角90°轴比≤2.9dB,仰角20°增益≥-5dB,仰角20°轴比≤5.7dB,前后比≥15.1dB,相位中心≤±2mm,尺寸120mm×76mm×15.3mm,所有指标满足设计要求,达到了设计的目的。4.在高隔离度双频正交极化天线的设计中,通过两个馈电端口使矩形微带天线分别激励起两个正交的基本模式,通过改变贴片的形状和采用叠层结构来减缩天线的整体尺寸,通过在两个微带馈线下加载相应频率的滤波器来提高天线两个端口的隔离度。该天线的整体尺寸只有同类型天线的四分之一,两端口的隔离度比未加载滤波器时提高了20dB。5.在极化可重天线的设计中,利用可切换功分器设计了2.4GHz频段的极化可重构天线,该天线的辐射贴片由四个加载T形缝隙的三角形组成,每个三角形通过可切换功分器的一个输出端口馈电。可切换功分器是由三个威尔金森功分器组成的一分四功分网络,并在该功分网络上加载PIN开关二极管,通过控制各开关二极管的状态来改变功分网络输出端口的相移,使天线实现不同的极化方式。与同类型的极化可重构天线相比该天线的带宽特别是圆极化带宽比较宽。6.在三频全向圆极化天线的设计中,利用电偶极子和磁偶极子在空间某点辐射电磁波的幅度相等、相位相差90°时产生方位面全向圆极化波的基本原理,设计了顶部加载改进Alford环的三频全向圆极化介质谐振天线。其中,底部中心探针馈电的圆柱形介质可等效为一个电偶极子,顶部加载的Alford环等效为一个磁偶极子。通过改进顶部加载Alford环的结构,使三个频段内两者在空间某点辐射的电磁波叠加后均形成圆极化波,且方位面方向图全向。