UHF频段宽频带双极化微带天线的设计与分析.pdf

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1、硕士学位论文UHF频段宽频带双极化微带天线的设计与分析DESIGNANDANALYSISOFUHFBANDBROADBANDDUAL-POLARIZATIONMICROSTRIPANTENNA张伟圆哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TN828.6学校代码：10213国际图书分类号：621.38密级：公开工学硕士学位论文UHF频段宽带双极化微带天线的设计与分析硕士研究生：张伟圆导师：林澍副研究员申请学位：工学硕士学科：电磁场与微波技术所在单位：电子与信息工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN828.6U.D.C:6

2、21.38DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringDESIGNANDANALYSISOFUHFBANDBROADBANDDUAL-POLARIZATIONMICROSTRIPANTENNACandidate：ZhangWeiyuanSupervisor：AssociateProf.LinShuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectromagneticFieldandMicrowaveTechnologyAffiliation：SchoolofElec

3、tronicsandInformationEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-InstitutionHarbinInstituteofTechnology：哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要移动通信的飞速发展，对基站天线的频带和增益提出了越来越高的要求，为了能够满足多种制式的移动通信业务，需要天线能够覆盖或者同时工作在不同频带，也就是天线要满足宽带或者多频段工作要求，为了抗多径效应，需要天线能够工作在双极化条件下，因此宽带双极化天线就成为了移动通信天线领域的一个研究热点，受到了研究者们的广泛关注。本文设计并分析了

4、一款应用于基站通信的工作在UHF频带的宽频带双极化微带天线，制作了天线实物，完成了天线测试工作。这种天线能有效地提高无线通信系统的信道容量，减小多径效应。所设计的天线主要包括四个部分，两个Minkovski分形辐射贴片，一个馈电基片，一个反射腔。在这两个分形微带辐射贴片中,下层贴片距离馈电基片较近，所以为主辐射贴片，上层贴片为寄生辐射贴片。在设计中，我们使用的层次调谐技术，这样能够把两个辐射贴片的工作频率结合起来，达到宽频段的目的。对于双极化的实现需要采用正交馈电方式，并且通过交叉H型槽缝可以将能量耦合到辐射贴片上。在交叉H型缝隙交汇处引入十字短路器可以降低天线的反射系数从而进一

5、步展宽频带。反射腔结构的引入可以减小能量的背向辐射，提高天线的增益。天线的阻抗带宽(

6、S11

7、<-10dB)为1.77-2.51GHz，相对带宽为36%，这一工作频段覆盖了GSM1800(1710-1880MHz)、GSM1900(1850-1990MHz)、UMTS(1920-2170MHz)、LTE2300(2300-2400MHz)、WLAN(2400-2480MHz)。两个端口之间的隔离度大于30dB。阻抗带宽内天线的增益在7-10dBi。天线的方向图稳定，在1.6GHz和2.4GHz方向图的相关系数为0.81。前后比FBR大于15dB。半功率点波瓣宽度为67°±19°。

8、该天线易于进一步组成阵列，以提高天线的增益。该天线可以应用在移动通信基站以及无线局域网领域中。关键词：宽带；双极化；低剖面；移动基站；WLAN-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofmobilecommunications,higherandhigherrequirementshavebeenplacedonthefrequencybandandgainofbasestationantennas.Inordertomeetavarietyofformatsofmobilecommunicationservices,th

9、eantennaneedstobeabletocoverorworkindifferentfrequencybandsatthesametime,thatis,theantennaneedstomeettherequirementsofbroadbandormulti-bandoperation.Inordertocombatthemultipatheffect,theantennaneedstobeabletooperateunderdualpolarizationcondit