陷波及小型化平面印刷超宽带天线的设计

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1、陷波及小型化平面印刷超宽带天线的设计TheDesignoftheBand-notchedandMiniaturePlanarPrintedUltra-wideBandAntenna学科专业：微电子与固体电子学研究生：佘东东指导教师：肖夏教授天津大学电子信息工程学院二零一七年十月摘要自1895年马可尼发明了电报以来，人类的通讯发展到了一个全新的阶段，信息传递从原始的文字图形等实物载体演进到无线电载体的新时代。在无线通讯最为前端的天线部分，其技术水平关系着整个通讯系统的效率，因此成为射频领域的一个重要研究方向。本文所研究的超宽带天线是

2、天线发展的一个重要分支，应用超宽带技术的设备通常具备宽带宽，高速率，穿透性和方向性良好等特点。随着无线通讯的飞速发展，不可避免地造成了频带紧张，信号干扰的问题。超宽带技术可以与现有频段共存，在信号干扰方面，可以通过天线等器件的陷波改进，滤除干扰频段信号。文中所提出的新款小型陷波超宽带天线，均属于平面印刷天线。文章详细地介绍了超宽带天线发展的背景，和应用于超宽带天线中的陷波技术和小型化技术，也对天线辐射机理和性能参考指标等做了详尽的阐述。对实际工作的介绍分为三个部分。完成了一个基本的小型超宽带天线的设计，天线尺寸为25mm×25mm

3、×1.6mm，该天线的工作频带完整覆盖了超宽带规定的频段(3.1-10.6GHz)，该天线具有良好的方向性和较高的增益。针对所构建的基本小型超宽带天线实现了预期频段的陷波处理，通过引入曲折的陷波槽，构建了可应用于ISM频段(5.725-5.850GHz)环境干扰下的超宽带天线，且可以通过调节陷波槽的相关尺寸参数，实现陷波频段的改变，适用于各种单频干扰环境。该天线的测试结果符合预期，设计了一款应用于血糖浓度检测的小型超宽带天线，笔者结合实际天线在组织表面的应用，构建了简单的耳垂组织模型进行仿真，并对多种组织表面的天线反射特性进行了测

4、试。该天线具有12mm×13.7mm×0.635mm的微小尺寸，以及多种组织，全频段的良好匹配特性，有很好的应用前景。关键词：超宽带，天线设计，微带天线，缝隙天线，陷波天线，小型化IABSTRACTSinceMarconiinventedthetelegraphin1895,thehumancommunicationreachedtoawholenewstage,theinformationtransmissionevolvedfromtheoriginalphysicalcarriersuchastextandgraphicst

5、otheradioinaneweraofevolution.Intermsofcommunicationequipmentandapplicationdomain,therealsohascountlessnewdiscovery,newtechnologyemerged.Intheantennapartofwirelesscommunication,thetechnologyleveldirectlyaffectsthequalityofthewholecommunicationsystem,soitbecomesanimpor

6、tantresearchdirectioninthefieldofradiofrequency.Theultra-wideband(UWB)antennasstudiedinthispaperareanimportantbranchofantennadevelopment,andtheapplicationsofultra-widebandtechnologyusuallyhavethecharacteristicsofbroadbandwidth,highspeed,goodpenetrationandexcellentdire

7、ctivity.Withtherapiddevelopmentofwirelesscommunications,thusitinevitablyleadtothebandtension,interferenceproblemandsoon.UWBtechnologycancoexistwiththeexistingspectrum,intermsofsignalinterference,andcanbemodifiedontheantennadevicesuchasaddinganotch,thenfilteroutinterfe

8、rencespectrumsignal.Thenovelcompactband-notchedUWBantennaproposedinthispaperbelongtoplanarprintedantenna.Thisnovelintroduces