陷波超宽带天线和多频段天线设计.pdf

杭州电子科技大学硕士学位论文陷波超宽带天线与多频段天线的设计研究生:朱金中指导教师:耿友林教授 2012年11月 Dissertation Submitted to HangzhouDianzi university for the Degree of Master Design of Band-notched Ultra-wideband Antenna and Multi-frequency Antenna Candidate: Zhu JinZhong Supervisor:Prof. Geng Youlin November,2012 杭州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。论文作者签名: 日期: 年月日学位论文使用授权说明本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后,发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。(保密论文在解密后遵守此规定) 论文作者签名: 日期: 年月日指导教师签名: 日期: 年月日杭州电子科技大学硕士学位论文 I 摘要随着社会的不断发展,人们对通信效果提出了更高的需求,以往的通信设备已经无法适应现代通信系统多业务和高速率的要求。超宽带技术不仅带宽很大、发射功率较小,而且还可以实现高速通信,满足了人们对传输速度的需求。然而超宽带频带内还存在着其他通信频段,这将会产生系统间的相互干扰,因此需要超宽带天线具有陷波特性。随着现代无线通信技术的快速发展,越来越多的无线通信标准被提出,如无线局域网通信系统(WLAN)和微波全球互联接入系统(WiMAX)等。因此,为了使单个通信终端工作在多个频段,多频天线得到广泛研究。本文所进行的研究设计正是建立在这些需求之上。本文首先设计了一款具有三陷波特性的超宽带天线, 该天线基于共面波导馈电,采用矩形贴片组合作为辐射单元,通过在辐射贴片上开倒U型、圆弧形和S形缝隙来实现陷波功能, 有效的抑制了WiMAX(-)、WLAN(-)和X波段卫星通信系统下行频率段(-)对超宽带系统的干扰。通过分析各个陷波结构上的面电流分布和陷波结构的工作原理,给出了天线的等效电路模型。根据设计结果,制作了天线模型并进行了测试。结果显示,-12GHz内电压驻波比小于2,整个工作频段内具有稳定的增益和良好的辐射方向特性。论文还设计了一款具有可重构特性的双陷波超宽带天线,该天线采用矩形缝隙天线结构, 通过在天线中加入寄生枝节和在馈线上开槽来实现双陷波特性。在此双陷波天线的基础上, 通过在天线的合适位置加入多个开关结构,对超宽带缝隙天线进行了陷波可重构的设计。通过控制各个开关的工作状态,使天线可以工作在超宽带、、。通过CST软件对天线建模仿真并制作了四种天线实物的模型并进行了测试,结果表明:随着开关的工作状态的改变,天线能够很好的在四种状态下切换, 达到了陷波频段可重构的目的。论文最后设计了一款应用于WiMAX和WLAN频段的三频带微带天线。该天线通过对圆形超宽带天线进行改进,分离出三个谐振枝节,从而得出最终设计。论文讨论了主要参数对天线性能的影响,由天线在不同频点的表面电流分布分析了天线的三频带特性产生机制。最后根据优化的结果加工出天线实物并进行测量,结果表明,该天线能很好的覆盖所设计的频段,同时,该天线具有良好的全向辐射特性和较为稳定的增益。关键词:超宽带天线,陷波特性,可重构,三频带杭州电子科技大学硕士学位论文 II ABSTRACT With the development of the society and the higher demand for munication effect,the previous communication equipments havebeen unable to adapt to the modern communication system of multiple services and high speed. The UWB technology