论文部分内容阅读
人们日益增长的通信需求促使无线通信系统向着高集成度、宽频带、小型化的方向发展。目前,差分电路被广泛应用于射频电路中,是通信系统的重要组成部分。差分天线可以直接与射频前端集成,避免了巴伦等转换器件的使用,有利于提高通信系统的集成度。圆极化天线可有效解决极化失配的问题,具有旋向正交性和旋向可逆性的特点,可提高通信系统的容量,被广泛应用于无线通信系统中。因此,差分馈电的宽带圆极化天线具有重要的研究意义。本论文主要研究差分馈电宽带圆极化天线的工作机理和设计方法,主要工作内容如下:1.提出一种差分馈电宽带圆极化天线,该天线由两个非中心馈电的弯折振子并联组成,由一段微带短截馈线馈电,通过弯折非中心馈电振子获得圆极化波的辐射,在非中心馈电弯折振子的下方引入寄生单元以扩展天线的轴比带宽。振子和微带短截馈线分别印刷于介质基板的正反两面上,差分信号通过二根同轴线馈入微带短截馈线。实测结果表明天线获得了57.9%的差模阻抗带宽,覆盖1.62-2.94GHz频段,3-d B轴比带宽为57%,覆盖1.67-3GHz频段,天线平均增益高达8d Bi,且辐射方向图稳定。该天线具有平面结构特点和宽带性能。2.提出一种基于AMC结构的差分馈电宽带圆极化天线,用AMC结构代替上述差分馈电宽带圆极化天线的反射板,可大幅降低天线的高度至原高度的45%且保持天线的宽带性能,使得天线具有低剖面的特点。实测结果表明该天线能获得54.9%的差模阻抗带宽,覆盖1.47-2.56GHz频段,3-d B轴比带宽为47.3%,覆盖1.68-2.72GHz频段,在1.7-2.7GHz频率范围内天线的平均增益为6.5d Bi,且在整个工作频段上辐射方向图稳定。3.提出一种改进型的差分馈电宽带圆极化天线,该天线也由两个非中心馈电的弯折振子并联组成,由一段微带短截馈线馈电,通过将非中心馈电振子弯折二次,减小天线尺寸的同时获取宽带圆极化性能,另外通过降低天线与反射板之间的高度,解决了天线增益在高频明显降低的问题。天线的实测结果证实该天线获取了59.6%的相对带宽,差模阻抗带宽覆盖1.53-2.83GHz频段,3-d B轴比带宽为43.9%,覆盖1.76-2.75GHz频段,在1.7-2.7GHz频率范围内天线增益都在9d Bi以上,且在整个工作频段上天线的辐射方向图稳定。该天线具有平面、宽带、高增益、易于集成的优点。通过上述研究,丰富了差分馈电宽带圆极化天线理论及设计方法,为未来工程应用提供技术支持。