定向宽_多频带无线通信天线设计

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1、商条切气从４硕士学位论文定向宽／多频带无线通信天线设计作者姓名张滈铧、职称焦永昌教授＾学校导师姓名＿企业导师姓名、职称杜彪研究员申请学位类别工程硕士西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研宂成果ａ尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外？，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说

2、明并表示了谢意。一学位论文若有不实之处，本人承担切法律责任。本人签名／７－＾：Ｈ日期：２ｏ气西安电子雛大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研宄成果完成的论文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。．＿＾本人签名：导师签名：

3、》＾加）細日期．：叫日期：字学校代码10701学号1402121299分类号TN82密级公开西安电子科技大学硕士学位论文定向宽/多频带无线通信天线设计作者姓名：张滈铧领域：电子与通信工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：焦永昌教授企业导师姓名、职称：杜彪研究员学院：电子工程学院提交日期：2017年4月DesignofDirectionalWideband/Multi-BandWirelessCommunicationAntennasAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsf

4、orthedegreeofMasterinElectronicsandCommunicationsEngineeringByZhangHao-HuaSupervisor:JiaoYong-ChangProfessorDuBiaoResearchFellowApril2017摘要摘要随着移动通信技术的不断发展，通信形式的多样化，对移动通信系统要求也越来越高。作为移动通信系统中起重要角色的天线，其对多种通信服务的兼容性，自身的稳定性都作为设计天线的重要标志。这就要求应用于无线通信系统中的天线具有宽频带、高增益、高效率及小型化等特点。考虑到日益复杂的电磁环境，在不同的环境下使用不同形式、特点的

5、天线，发挥它们各自的特点和作用尤为关键。其中宽带定向天线的设计与研究引起了广泛的关注与深入研究。然而由于宽带定向天线的覆盖频段宽，对应不同频率反射地板不能全部有效反射，存在高频段内方向图裂瓣的问题。另一方面，随着频带范围覆盖越来越广，低频覆盖越低天线尺寸的小型化也是一个难点。针对上述问题，本文提出了两种应用于通信系统的宽/多频带的定向天线，具体的研究内容如下：1.宽/多频带定向电磁偶极子天线设计。通过采用印刷在介质板上电偶极子和磁环型磁偶极子共同构成了基本的电磁偶极子天线。在这种基本电磁偶极子的基础上，通过对电偶极子和磁偶极子变形，增加了天线在高频和低频的谐振频点，通过增加外围环形耦合片

6、、背面圆形贴片以及枝节上的耦合片来进一步调节天线在工作带宽内的阻抗匹配特性。最后为了改善高频方向图，在介质板与主反射板之间增加了一个针对高频的次级反射地板。该天线的阻抗匹配带宽分别为0.71-0.96GHz（相对带宽29.9%）和1.71GHz-2.83GHz（相对带宽47.8%）。低频增益为4.4-8.57dBi，高频增益为8.1-10.2dBi。根据设计模型对天线进行了加工、测量。测试结果与仿真结果基本吻合。2.宽/多频带定向偶极子天线设计。为了进一步实现天线的小型化，覆盖更宽的频带，提高低频增益，本文设计了一种以蝶形偶极子为基本模型的新型定向偶极子天线。天线利用了蝶形偶极子具有较宽

7、的阻抗特性，在此基础上对偶极子进行变形，增加天线在低频的谐振频点。利用等效电路分析，增加接地短路的Γ形枝节来调节天线的阻抗匹配，并从反射相位角度建模分析了其对天线方向图的影响。最后利用镜像原理及二元端射阵的分析原理，引入距离天线高频频率对应四分之一波长的次级反射地板，减少了天线表面的反向电流，有效解决了天线高频方向图裂瓣问题，获得了整个工作频段内稳定的方向图和较高的增益。此外，还对比分析了所提出的天线、未匹配的偶极子天线及采用巴伦结