论文部分内容阅读
本学位论文旨在研究新型结构的渐变槽线天线，探索其在移动及无线通信系统中的应用。在传统的对称渐变槽线天线的基础上，根据通信小区基站服务覆盖对天线方向性图的赋形要求，设计具有特殊辐射效果的非对称渐变槽线天线。传统的基站天线采用沿铅垂面排列的偶极子阵列天线，需借助不等幅、不同相的馈电网络以实现方向性图的赋形综合及优化、由此需设计复杂的专用馈线网络。本文首先设计了一种适用于移动通信用的非对称渐变槽线基站天线，整个天线用一片金属设计，成本低廉，通过仿真验证后，证明该天线可实现方向性图赋形的目的，主要内容包括：上副瓣的抑制、下零点的填充、以及主向按需适度下倾等。仿真得到最高增益为10.5dBi，覆盖效率最低达64％，VSWR≤2的双频带阻抗带宽为（0.82～1.12）GHz，（1.71～2.59）GHZ。
通过改进设计，本文还设计了一种金属栅条加载的非对称渐变槽线天线，通过金属栅条加载，可使天线的增益较传统的渐变槽线天线增加（1～2）dBi，并使天线主向均匀下倾。具体方描述为：改用在铅垂面内水平伸展的渐变槽线式行波天线取代垂直阵列天线，并借助调整两条渐变曲边的线形、在槽线天线接地板上采用抗流结构，在槽线天线的后面用两片后置反射板来轭置后向辐射，于槽线天线的槽缝内加金属栅条来导行波向前辐射等手段，实现方向性图赋形的目的，包括：上副瓣的抑制、下零点的填充、以及主向按需适度下倾等。计算机仿真和样品实测的结果都确认了本方案的有效、可行。在中心频率时，实测增益达到11.93dBi，天线的辐射主向沿E-面下倾8°；上半空间的第一副瓣电平低于-10.1 dB，下半空间的零点补充效果明显，最大前后比达20dB；有效服务的功率覆盖效率ηc高于69％，良好地利用了辐射功率；同时，天线的水平面（H-面）半功率波束宽度具有对称特性并保持在43.1°～66.8°范围内，符合实用要求。VSWR≤2.0：1之阻抗频带为（2.0～6.0）GHz；在（3.3～3.8）GHz和（5.1～5.8）GHz两个WiMAX频段内的VSWR≤1.5：1。