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《华东师范大学》 2012年
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微带双圆极化天线性能改善方法的研究

廖梦婷  
【摘要】:血流速测量技术在医疗上有非常重要的实用价值,可以在手术中为医生的校正操作提供及时、精确、有效的信息。基于微波/射频多普勒原理的测量设备需要发射和接收信号为极化正交的信号,而双圆极化天线正好可以派上用场,并且可以仅用一副天线实现收发一体,使系统的天线模块大为简化,与此同时,还可以降低系统的成本。 随着科技的不断进步,无线通信的应用得到了空前的发展。而天线作为无线设备不可或缺的一个模块,其各方面的性能也变得愈发重要。微带双圆极化天线同时具备了圆极化天线和微带天线的优点,因此具有很好的研究价值。 本文的研究工作主要从以下几个方面着手: (1)本文针对具体的血液流速测试仪这一项目,设计并实物制作了一个收发一体的微带双圆极化天线,发射端为左旋极化,接收端为右旋极化。本文在这一圆极化天线的基础上,从不同的切入点,用不同的方法分别分析并实现天线的小型化、宽带化、高增益、高效率和高前后比。 (2)在天线小型化方面,本文分别采用增加辐射元占天线面积的比例、加载对角线型和L型tail、加载轴向和对角线方向基片集成金属壁、同时加载tail和基片集成金属壁这几种方法。最优情况下,天线的尺寸可以缩小为原来的52%。在改善天线带宽和前后比方面,本文针对加载RIS结构进行分析,并比较了三种情况(不加载RIS结构的普通介质、加载RIS结构的高介电常数介质以及加载RIS结构的磁性电介质)下天线的带宽和方向性、辐射效率、前后比,得出采用加载RIS结构的磁性电介质可以获得最佳的性能。在提高天线增益方面,本文分析超材料结构——耦合方形开口谐振环(CSSSRR单元)的原理及其对增益的影响。但是,天线某一性能的改善可能会伴随着天线其他性能参数的恶化,如在实现小型化的同时,天线可能会出现效率降低,带宽变窄,增益减小,方向图恶化等。因此在优化天线某一参数时,要同时兼顾其他各项指标的要求。 (3)本文在上述基础上,还另外研究了两款微带双圆极化天线。一款是采用叠层结构的双圆极化天线,将开槽设计为椭圆环型开槽,并与圆环型开槽的同款天线做了比较,同时将贴片形状改为椭圆型,实现了更宽的天线带宽。另一款天线通过加载缺陷地(DGS)结构,实现了抑制天线的表面波的功能。
【学位授予单位】:华东师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TN821.1

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【参考文献】
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