频率可重构的陷波超宽带天线设计与研究

来源 :辽宁工程技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cdronglin
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近年来,无线通信技术随着人们工作生活的需求日益发展更新,终端设备小型化、低成本、高效率的发展趋势也逐渐凸显,使得天线必将朝着小型化和宽带化的目标迈进。依据以上研究背景,本文采用工作模式种类递进式增加的手法,对三款天线模型进行设计撰写,采用先进行理论研究与撰写,后采用由多陷波超宽带(ultra wideband,UWB)天线到单频可重构天线再到双频可重构天线这样的一个设计思路。首先,为有效抑制Wi MAX频段、国际卫星波段、X波段以及国际电信联盟(International Telecommunication Union,ITU)波段等窄带通信系统的干扰,文中设计了一款小型四陷波超宽带天线,背板开五阶鱼骨形凹槽实现超宽带特性。在天线结构上开槽及添加枝节的方法产生四个频段的陷波特性,抑制了窄带频段的干扰。天线的工作带宽为3.0~13.09GHz,适用于多种超宽带通信系统。然后,提出了一款单频可重构超宽带天线,采用八边形作为辐射贴片,实现了超宽带天线的小型化;通过引入H形枝节的方式产生阻带,有效滤除不同窄带信号的干扰;通过在H形枝节上添加二极管开关,控制开关的闭合来实现不同的工作状态;具有小型化、结构简单、辐射特性好等优点,具有较高的实用价值。最后,提出了一款双频可重构超宽带天线。采用改进矩形结构作为辐射贴片;接地板采用缺陷地结构,实现超宽带特性。通过开倒U形槽并引入对称L形谐振枝节,抑制国际卫星波段、5G频段及X波段的窄带通信频段干扰,实现陷波特性。采用在陷波结构合适处加入PIN二极管开关的方法实现频率可重构特性,通过控制开关的不同组合状态,分别实现超宽带、单陷波和多陷波特性,提高天线的利用率。天线尺寸仅为20mm×20mm×1.6mm,工作带宽为1.42~11.57GHz,实现了超宽带天线的小型化设计,实测与仿真结果基本吻合,可用于很多超宽带系统之中。加工成实物并测试。仿真与实测结果表明:在陷波频段内,天线的S11均大于-10d B,产生良好的陷波特性;通过控制开关的闭合状态,使天线有不同的工作状态,且保持全向辐射性,增益良好,适用于多种超宽带系统当中。该论文有图54幅,表5个,参考文献66篇。
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