宽带天线的分析和设计

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1、博士论文宽带天线分析与设计摘要随着电子器件朝着小型化j微型化方向发展，以及扩频、跳频技术的应用，对通信设备的宽带化和小型化提出了越来越高的要求。此外，超宽带(UWB)通信具有通信容量大、保密性好、平均功率密度小、抗多径干扰能力强等许多优点，是2l世纪通信系统的发展方向，它的发展也要求与之相适应的超宽带天线技术。本论文主要针对宽带天线分析与设计技术进行了研究与探索。在研究中采用了理论分析、数值仿真和实验验证等手段，提出了多种宽带与超宽带天线结构，集中体现了作者的研究成果。本文的主要工作如下：1．研究了介质谐振器天线分析与宽带化设计技术。

2、作为一种典型的谐振式结构，介质谐振器天线(DRA)的可用带宽有限，针对这～问题，本文首先探讨了DRA的各种典型宽带化技术，接着提出两种工作于边射和端射模式的宽带DRA，拓展了DRA的可用带宽，并解决了其输入阻抗对由于加工误差引起的存在于介质谐振器之间的细小空气间隙敏感的问题。针对DRA的分析方法，提出将全波分析与等效电路模型相结合的方法，并给出了使用麦夸特法求解等效电路模型参数的具体方法及求解步骤，为DRA的宽带工作特性提供了合理的物理解释，同时也为天线与基带及射频电路的联合设计提供了一种有效途径。2．研究了超宽带天线技术。提出了一种

3、覆盖超宽带无线通信频带(3．1．10．6GHz)的单极子／介质谐振器混合天线结构：针对在体积受限的移动通信设备中通常使用的不平衡天线具有辐射效率较低和容易产生失谐现象的缺点，提出了一种多用途的宽带巴伦设计，并通过该巴伦设计了一种超宽带等效平衡天线，显著减小了接地面上的表面电流，提高了天线的辐射效率和抗失谐能力，并通过仿真和实验进行了验证。3．研究了直⋯F’天线的宽带化设计技术。针对具有大带宽和小尺寸特性的直“F”平面印刷天线，对其结构进行改进，提出了一种覆盖无线局域网(WLANl的2．4GHz和5．215．8GHz频段的双频设计和一种

4、覆盖WLAN的5．2／5．8GHz频段与超宽带第一代系统的3．1-5GHz频段的宽带设计，拓展了直“F”天线的可用带宽和应用范围，并通过实验进行了验证。关键词：天线，宽带，超宽带，介质谐振器天线，等效电路模型，麦夸特法，巴伦，等效平衡天线，无线局域网博士论文宽带天线分析与设计AbstractThesizesandweightsofwirelesscommunicationdeviceshavempidlybeenreducedduetothedevelopmentofmodemintegratedcircuittechnologyan

5、dtherequirementsoftheusers．Meanwhile，itisenvisagedthatnextgenerationwirelesscommunicationdeviceswillrequirethecapabilitytotrinetoanumberoffrequencybandsforcellularapplications，wirelessIocalareanetworks(WLAN)andotherwirelesseommunications．Therefore，moreandmorcinvestigati

6、onsarecontributedtominiaturizationandbandwidth-wideningofcommunicationdevices．Ontheotherhand，theUltra-WidebandCOWB)techniqueshaverecentlyreceivedalotofattentionastheUWBsystemshavethefeaturesoflargecommunicationcapacity,smallaveragepowerdensityandgood．，anti·interferencec

7、apability．Thisdissertationmainlyfocusesonnovelantennabandwidth-wideningtechniques．Themaincontributionsofthedissertationarelistedasbelow：1．ProposeneevvDRAantennadesignsandequivalentcircuitmodel：TwonovelwidebandDRAsareproposed．Meanwhile，anequivalemcircuitmodelisproposedfo

8、rthecomplicatedthree-resonanceDRAwiththeMaquartmothod．2．ProposenewUWBantennadesigns．First，anovelcombinationofa