(最新)水平极化全向（高增益）通讯天线的设计和研究

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1、摘要基于现代无线通讯的工程应用背景，本文展开对水平极化全向(高增益)通讯天线的设计和研究。本文首先阐述全向天线的设计原理；介绍了天线设计中所需考虑的主要指标，并进一步对基于两类不同设计原理的全向天线(即旋转场全向天线和方向图迭加全向天线)进行了分析，尤其深入研究了方向图迭加全向天线中的偶极子方阵天线的全向辐射机理、分析了关键参数对该阵方向图不圆度的影响。接着对几种主要类型水平极化全向天线的原理进行了研究，其中包括波导缝隙天线、圆柱共形微带天线、印刷偶极子方阵、同轴开槽天线、Alford环天线。然后在课题研究所要求的工作频段(5，60GHz～5

2、．85GHz)内设计并且仿真了上述几种类型的天线，全面地分析并对比了各自的电气性能。最后，基于以上研究和讨论，本文主要研制了一种水平极化全向天线。根据课题研究所给指标的具体要求，选用微带天线来实现，采用四块线阵相拼组成方阵实现水平全向，同时结合每块线阵用八个单元组成的线阵达到7．5dB的增益要求。在对其可行性分析的基础上，对天线阵展开了全面的仿真与设计，之后进行了加工制作并实测了它的电气性能。测试结果与仿真结果基本一致，表明了所设计的天线阵达到了课题研究所要求的技术指标。最后通过实验研究了该天线阵中的影响不圆度的关键参数，并与仿真结果进行了对

3、比。本文的设计和研究对水平极化全向天线的工程设计和应用具有重要的参考意义。关键词：水平极化，全向天线，微带天线AbswactAbstractThedesignofthehorizontallypolarizedomni—directional(hi曲gain)antennahasbeenresearchedinthispapertomeettheengineeringapplicationrequirementinthemodemwirelesscommunication．Firstly，thetheoriesabouttheomni—dir

4、ectionalantennadesignareintroducedinthispaper．Afterthemaincharacteristicparametersinvolvedintheantennadesignarepresented，twokindsofomni—directionalantennasbasedondifferentdesignprinciplesareseparatelyanalyzed．Furthermoretheomni—directionalradiationprincipleofthedipolesquare

5、arrayisstudiedandtheeffectofseveralkeyparametersontheradiationpatternshapeisdiscussed．Followingaresomeanalysesaboutseveraltypicalhorizontallypolarizedomni-directionalantennas，suchasthewaveguideslotantenna,thecylindricalconformalmicrostripantenna,theprinteddipolesquareloopan

6、tenna,thecoaxslotantennaandtheAlfordloopantenna．Theninthespecifiedfrequencybandthesekindsofantennasaredesignedandsimulatedaswell嬲compared、vitlleachother．Accordingtotheengineeringrequirementahorizontallypolarizedomni—directionalarrayismadeupofmicrostripantenna3．Eightmicrostr

7、ipantennaelementsformalinearraytoobtainthehi曲gainandfourlinearraysformanewomni-directionalsquarearray．ThewholearrayissimulatedbytheelectromagneticsoftwareIE3D．Afterthearrayismadeitsperformanceistested．Themeasureresultsagreewellwitllthesimulationresultsandthedesignedarraywit

8、hgoodperformancesmeetsthespecifiedrequirements．Moreoverexperimentsabouttheeffectof