宽带圆极化交叉偶极子天线

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1、硕士学位论文宽带圆极化交叉偶极子天线作者姓名杨婉军学科专业通信与信息系统指导教师潘咏梅教授所在学院电子与信息学院论文提交日期2018年4月WidebandCircularlyPolarizedCrossed-DipoleAntennaADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：YangWanjunSupervisor：Prof.PanYongmeiSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TN8

2、2学校代号：10561学号：201520108904华南理工大学硕士学位论文宽带圆极化交叉偶极子天线作者姓名：杨婉军指导教师姓名、职称：潘咏梅教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：通信与信息系统研究方向：天线与射频技术论文提交日期：2018年4月10日论文答辩日期：2018年6月6日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：胡斌杰教授委员：章秀银教授黄惠芬教授潘咏梅教授宋海娜高级工程师摘要圆极化天线相对于线极化天线具有更好的消除极化失配和抑制多径干扰等优势，从而其更适用于全球定位系统、

3、卫星通信以及无线射频识别系统等。另一方面，随着现代无线通信系统的快速发展，对天线带宽的要求越来越高。宽带圆极化天线可以同时覆盖无线通信系统的多个工作频段，能够减少系统中天线的数目，从而使得整个系统的结构比较简单和紧凑。交叉偶极子天线具有良好的宽带圆极化特性，近年来备受关注，但是传统设计面临剖面高、带宽不够宽、带内波束宽度不稳定等问题。针对上述问题，本论文的主要内容可以概括如下：1、提出一种低剖面宽带圆极化交叉偶极子天线。在地板上方引入一个寄生的介质基板将由阶梯形交叉偶极子在相邻频段产生的两个轴比通带融合在一起，从

4、而天线可以在0.13波长的条件下实现55.1%的圆极化带宽，同时不规则地板的引入可以提高天线的增益，最终天线在通带内的平均增益可以达到10.4dBic左右。2、提出一种超宽带圆极化交叉偶极子天线。在交叉偶极子周围引入四个寄生的垂直金属板，利用交叉偶极子单元和垂直金属板之间的耦合作用使得交叉偶极子天线产生额外的通带，从而天线的圆极化带宽可以从30%左右提高到106.1%。该提高圆极化带宽的方法具有很好的通用性，同时适用于其他类型的贴片天线。3、提出一种宽带宽波束圆极化交叉偶极子天线。在交叉偶极子和地板之间引入四个短

5、接地板的三角形贴片单元，利用交叉偶极子和寄生单元之间的耦合作用使得寄生单元上产生正交的感应电流，天线的剖面可以降低为0.1波长，而且由于额外的轴比通带天线的圆极化带宽能够达到63.4%，同时天线也能在非常宽的频段范围(50.7%)内实现超过120°的轴比波束宽度以及超过110°的半功率波束宽度。关键字:圆极化天线；交叉偶极子天线；宽带天线；宽波束天线；定向天线IABSTRACTComparedwithlinearlypolarized(LP)antenna,circularlypolarized(CP)anten

6、naismorecapabletomitigatepolarizationmismatchandsuppressmultipathinterferences,andisthereforemorepreferabletoglobalpositioningsystem(GPS),satellitecommunication/navigationsystemandradiofrequencyidentification(RFID)system.Ontheotherhand,withtherapiddevelopment

7、ofmodernwirelesscommunicationsystems,thebandwidthrequirementofmodernsystemsishigherthanever.Widebandcircularlypolarizedantennacancovermultipleworkingbandofthewirelesscommunicationsystemssimultaneouslysothatthenumberoftheantennasinthesystemcanbereduced,andthus

8、canmaketheoverallsystemsimplerandmorecompact.Inrecentyears,crossed-dipoleantennahasreceivedextensiveattentionsduetoitsbroadCPbandwidth.However,traditionalcrossed-dipoleantennahastheproble