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宽频带高增益八木天线

高严  
【摘要】:八木天线作为一种典型的端射天线,具有结构简单、馈电方便、指向性好等优点,但是频带过窄这一缺点一直制约着八木天线的应用。本文就主要针对八木天线的宽带化以及可重构设计进行了研究。本文首先对八木天线的基本理论做了简要的介绍,并采用传统设计方法对基于薄膜工艺制作的低剖面八木天线进行仿真设计,提出如何展宽八木天线带宽这一问题。然后,本文总结了通常设计中展宽天线带宽的方法,并设计了两款新型的低剖面宽带八木天线:采用开式套筒偶极子和采用枝节加载振子作有源天线振子的八木天线,并给出了天线的仿真结果。新型宽带八木天线工作在UHF频段,并可以实现30%以上的相对阻抗带宽。设计的八木天线在整个阻抗带宽内均具有很好的指向性,阻抗带宽内天线的最大辐射增益可达14 d Bi,论文给出了设计天线的仿真结果及分析。最后,本文对宽带八木天线的可重构设计进行了研究。本文通过在宽带八木天线中安装PIN二极管和变容二极管,分别实现了天线的频率可重构和方向图可重构。设计的频率可重构八木天线,在不改变天线的辐射方向图的前提下,可以改变八木天线的工作频段,使八木天线的阻抗带宽进一步扩大,天线的阻抗带宽可达近一个倍频程。设计的方向图可重构八木天线,工作在UHF频段,天线的相对阻抗带宽可达30%以上,天线可以实现在4个波束内的自由切换。


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