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微带八木天线的设计与研究

李璇  
【摘要】:随着无线通信技术尤其是卫星通信技术的快速发展,人们对天线提出了一些特殊的要求。例如需要高指向性和紧凑尺寸天线的本地定位系统(LPS)和无线传感网络。经典的八木天线满足这样的要求,然而整个天线的规模却可能变得非常巨大,原因在于实现高增益性能是采用大量引向器以及牺牲各引向单元之间的空间造成的。其次,某些通讯设备还提出了天线在两个或两个以上频段均获得谐振效果的要求。层叠式微带八木天线为诸如高增益小型化、双频甚至多频带和改善前后比(F/B)带来了一种非常好的解决思路。本文主要基于对微带八木天线研究现状的分析和总结,提出目前关于层叠式微带八木天线尚未解决和完善的两个问题:一、如何总结出系统的层叠式微带八木天线设计方法;二、如何研究多频层叠式微带八木天线。针对这两大问题,对层叠式微带八木天线展开研究和设计,探讨了各结构单元的相关物理参数对天线电性能的影响;再对微带天线实现多频带性能进行研究,这是对该形式的天线产生三频带效果新的尝试。本文的主要工作和创新点归纳为以下四个方面:1、论文首先针对目前国内外微带八木天线研究的背景、意义和研究动态进行总结和分析,提出了两个有待解决的问题。2、继而讲述了在本课题研究中将会涉及到的微带八木天线的基本理论和分析方法。3、针对第一个问题,研究地板和三大结构单元的物理参数对天线电性能的影响。总结提炼出层叠式微带八木天线的设计方法和具体的流程。4、针对第二个问题,着重探讨了国内外研究中未曾涉及的多频微带技术。提出了有别于传统八木天线和一般微带八木天线的创新设计;仿真验证了低端双频、高端双频和三频层叠式微带八木天线的设计方案。加工制作了低端双频和三频微带八木天线实物,并在测试中实现预期性能。这种分别依靠引向单元、激励单元和反射单元产生高中低三个频带的天线尚属首次出现,为应用于北斗二代多频天线的设计提供了全新的思路。


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