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印刷天线及辅助设计系统研究

张旭  
【摘要】:现代通信向着微型化、无线化方向发展,而天线作为无线系统中必不可少的设备,扮演的角色也越来越重要。印刷天线作为一种易加工、易集成、一致性好的天线种类,受到了前所未有的关注;另外,为了加快天线设计周期,天线辅助设计软件的开发十分必要。 本文首先介绍了印刷天线的发展现状和天线的设计基本知识,在此基础上提出了一款新型的自互补结构宽带印刷天线,该天线利用渐变线结构实现了超宽带,仿真和测试结果表明,本文提出的结构实现超宽带是可行的;接着,针对双馈微带圆极化天线阵列,结合天线引向技术,提出了阵列加盖引向型FSS结构以提高增益的新思路,设计并制作了2*2圆极化阵列和相应的引向FSS结构,获得了较理想的结果;在此基础上,针对天线设计周期过长的问题,设计了一套天线辅助设计软件,并应用到具体设计案例中,大大缩短了天线设计的周期。 本文主要分为三个部分。首先,研究分析了自互补结构的相关理论并以此为基础提出了渐变线加载的自互补印刷天线,有效拓宽了天线的带宽。论文通过数值仿真软件对天线的可调参量进行了仿真分析,并制作了天线实物进行了测试验证,结果表明在良好辐射的前提下该天线带宽得到了有效的拓宽。其次,论文研究了微带圆极化天线的相关理论,在此基础上设计了一款2*2的双馈微带圆极化天线阵,并结合天线引向技术,设计了可有效提高天线增益的FSS结构引向单元,满足了北斗系统的设计指标。接着论文讨论了天线辅助系统的框架搭建,并介绍了各模块的具体作用。文中通过一个设计案例说明了天线辅助设计系统实现的功能。最后,论文对全部工作进行了总结,并对未来进一步研究工作做了展望。 论文通过设计制作两款新型印刷天线,大大提升作者的工程实践经验,所设计的天线辅助设计系统为天线的快速设计提供了有力的支撑。


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