具有波束频段选择性可重构天线的研究

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1、具有波束频段选择性可重构天线的研究ResearchonReconfigurableAntennawithPatternandFrequencySelectivity学科专业：电路与系统研究生：李娜指导教师：王安国教授天津大学电子信息工程学院二零一五年十一月摘要随着现代科学技术的迅猛发展，无线通讯技术正朝着更小的体积、更智能化且平面化的方向演进。天线作为无线系统的重要部件，引起了人们的广泛关注。可重构天线由于其具有相对较低的剖面、较小的质量以及容易与其他设备集成的优点，成为当今天线领域研究的一个热点。本论文详细讲解可重构天线的基本知识、研究现状和实现方法。在此基础上，对于波束和频段复合可

2、重构的天线进行初步探索，设计了三款具有波束、频段选择性可重构小型天线。设计的三款复合可重构天线中，一款是双频段四个方向图可重构的方形天线。通过控制贴片-方形环-喇叭形寄生单元之间通断，天线分别在θ=45°和θ=90°平面内能够实现四个方向的定向辐射。与此同时，此天线能够工作在2.45GHz和5.25GHz两频段，能应用在Bluetooth(2.4-2.48GHz)、Zigbee(2.4-2.834GHz)和WLAN(5.15-5.35GHz)等无线通信系统中。另一款是带有三角形缺陷地结构的小型复合可重构天线，通过控制PIN二级管的不同状态，选择不同的辐射单元，天线可实现两个对称波束的切

3、换，并且在其方向图与极化方式不变的条件下，天线可以工作在2.33-2.4GHz、2.39-2.47GHz、2.66-2.92GHz和3-3.62GHz四个频段上，几乎全部覆盖Wibro(2.3-2.39GHz)、Bluetooth(2.4-2.48GHz)、WLAN(2.4-2.48GHz)、Wimax(3.4-3.69GHz)的工作频带。最后，在第二款天线的基础上，以其中的一个分支为基本辐射单元，设计了一款六波束三频段选择性可重构平面寄生阵列天线。改变偏置电路的状态，天线可工作在2.29-2.50GHz，2.48-2.69GHz和2.77-2.91GHz三个频段，并在这三个频段内均能

4、实现E面的六个定向方向图重构。每一个谐振点，天线都达到了良好的匹配状态。测量的-3dB波瓣宽度在工作频点2.42GHz，2.57GHz和2.82GHz分别为76°，74°和77°，主波瓣增益能够分别达到4.3dBi，4.59dBi和6.73dBi。此天线具有良好的复合可重构天线的性能。应用电磁仿真软件HFSS13.0对天线建模、仿真及优化，并将双频段四个方向图可重构的方形天线和六波束三频段选择性可重构平面寄生阵列天线均制作成实物。在暗室对实物进行测量，得到的测量结果与仿真结果具有较好的一致性，验证了提出的天线设计方案的正确性和可行性。关键词：微带天线寄生贴片频率可重构方向图可重构ABS

5、TRACTWiththerapiddevelopmentofmodernscienceandtechnology,wirelesscommunicationstechnologyisevolvingtowardminiaturization,intelligentandplane.Antennahasattractedwideattentionasanimportantpartofwirelesscommunicationssystem.Reconfigurableantennabecomesahottopicinantennafield,duetotheadvantagesoflow

6、profile,lessmassandeasyintegrationwithotherdevices.Thisdissertationintroducesthebasicknowledge,researchstatusandimplementationmethodofreconfigurableantennaindetail.Onthisbasis,onekindofreconfigurableantennathatcanattainpatternandfrequencyselectivityisanalyzedpreliminary,andthreecompactfrequencya

7、ndbeamreconfigurableantennaaredesigned.Amongthethreeschemesofreconfigurableantenna,onedesignisanovelrectangle-shapedantennawithdual-bandandfourpatternsreconfigurablecharacteristics.Themainlobeofeachpatterndirectstooneoffourd