基于非福斯特匹配网络的宽带小型化天线研究

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1、基于非福斯特匹配网络的宽带小型化天线研究硕士学位论文基于非福斯特匹配网络的宽带小型化天线研究RESEARCHONBROADBANDSMALLANTENNASLOADEDNON-FOSTERMATCHINGNETWORK吴重达哈尔滨工业大学2013年7月学校代码:密级:国内图书分类号:TN822.810213国际图书分类号：621.3公开工程硕士学位论文基于非福斯特匹配网络的宽带小型化天线研宂硕士研究生：吴重达导师：孟繁义副教授申请学位：工程硕士学科：电子与通信工程所在单位：电子与信息工程学院答辩日期：2013年7月授予

2、学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN822.8U.D.C:621.3DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringRESEARCHONBROADBANDSMALLANTENNASLOADEDNON-FOSTERMATCHINGNETWORKCandidate：Supervisor：WuZhongdaAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringElectronicsandCommunicationSpecial

3、ity：EngineeringSchoolofElectronicsandAffiliation：InformationEngineeringJuly,2013DateofDefense：Degree-Conferring-lnstitution：HarbinInstituteofTechnologyAssoc.Prof.MengFanyi哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要在现代通信设备呈现小型化和宽带化的背景下，宽带小型化天线成为研究热点。无源匹配电路通常能够改善天线的阻抗带宽，但是受制于增益带宽理论不能对天线的性能

4、有太大改善。非福斯特匹配电路能够实现负阻抗，从而突破了增益带宽限制，大大地提高天线的性能。因此对加载非福斯特匹配电路的天线的关注日益增加。本文首先介绍了非福斯特电路的发展历史和研究现状并对其结构和原理进行了详尽的分析。随后深入研宄了Linv.ll电压反相型负阻抗变换器，并在在仿真软件中建立了非福斯特电路的原理图，运用奈奎斯特稳定判据，谐波平衡仿真和瞬时仿真等方法对这个电路进行稳定性分析，采用在电路中加电感的方法得到稳定的电容和非福斯特电路串联的电路。用这个电路验证了负阻抗变换器的有效性。随后设计并实测了一个单极子天线。

5、通过实测数据建立了天线的等效电路。以这个等效电路为基础对非福斯特匹配网络进行设计，运用同样的方法对这个电路进行稳定性分析，并在电路屮加电感和电阻的方法得到了稳定的加载非福斯特匹配网络的天线。最后为得到所需的天线性能，在非福斯特匹配网络基础上加载了无源匹配网络，分析了匹配网络对天线的增益改善，实现了天线的小型化和宽带化。关键词：非福斯特匹配网络；电小天线；宽带小型化天线-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractIntherecentyears,thedevicesofcommunicationsystemsar

6、emoreandmoreminiaturizedandwideband.Asanimportantpartofcommunicationsystems,broadbandsmallantennasareresearchedincreasingly.Forelectricallysmallantennas,theeffectivenessofpassivematchingisseverelylimitedbyGain-bandwidththeory.Thenon-fosterimpedancematchingnetwor

7、kcanbreakthroughthetheory,andimprovetheperformanceoftheantennas.Sotheresearchofthenon-fostermatchingnetworkisbooming.Inthispaper,thehistoryandthebackgroundofnon-fosterimpedancematchingnetworkispresentedfirstly.Thenthetheoryofnegativeimpedanceconverter(NIC)isrese

8、arched,especiallytheNICbuiltbyLinvill.Webuilttheschematicofnon-fosterimpedancematchingnetworkinADS.ThestabilityhasbeentestedbyNyquiststabilitycriterion,Harmonicbalanc