新型平面偶极子天线研究

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偶极子通常作为阵列天线最为常用的阵子单元,广泛的应用于无线通信领域中。由于其结构简单,易于设计,并可随意更改阵列偶极子结构以达到理想的极化需求。在增益方向图性能方面较单极子天线有了一定的提高,且能获得较为满意的方向图特性。因此,近些年来不少学者对其作了深入的研究,促进了平面偶极子天线的发展。本文结合天线模型库工具Antenna Design Kit、传输线计算器Transmission Line Calculator、以及EDA仿真工具ADS中的Momentum工具和Ansoft HFSS仿真软件,对平面偶极子天线的影响因素作了详细数据分析。并设计出一款应用于移动通信领域的新型平面偶极子天线,该天线便于伪装,安装方便,并经测试符合室内天线基本要求。首先,介绍了移动通信用的室内分布天线,列举了工程中的若干款的模型结构,简要分析了室内天线的优缺点,展示了将微带结构应用到室内分布天线的广泛前景。再针对平面偶极子的研究现状,分别从微带单元结构,馈电方式,接地形式和加载技术四个方面分类介绍,并描绘了平面偶极子的发展前景。其次,对偶极子天线作了简要的理论分析,介绍了其电气特性如驻波比、输入阻抗、方向图和极化,并列举了部分改进相应性能的措施;然后分别介绍线性偶极子和平面偶极子天线,将线性偶极子划分为细线振子、圆柱对称振子和变形偶极子,并从辐射面结构来分析印刷偶极子性能。再次,以详细的参数扫描仿真数据分析新型平面偶极子的结构参数对其电气特性参数的影响,分别就介质板、馈电点位置、传输线结构、缝隙结构以及支臂交叉方面,研究对其驻波比、特性阻抗值、方向图和增益的影响情况。总结结构的变化对电特性参数的影响规律,给优化天线性能提供最有效的参考值。最后,给出最初的天线设计流程,简要介绍实验中所使用的工具。结合仿真实验时天线结构影响电特性性能的数据,选取最为合理的结构组合,实测和仿真数据显示在频段0.8GHz-1.0GHz/1.7GHz-2.5GHz的驻波比均在2.0以下,低频段增益为2.62dB,高频段增益为4.21dB
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