新型超宽带平面天线研究

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1、摘要天线是一种导行波与自由空间波之间的转换器件或换能器，它们是任何无线电系统必不可少的组件。随着电子器件朝着小型化、微型化的方向发展，以及扩频、跳频技术的应用，对天线的宽带化和小型化也提出了越来越高的要求。在辐射原理方面，超宽带天线和传统的窄带天线并没有本质的差别，超宽带天线是在常规的窄带天线的基础上发展起来的，其主要研究内容是探索频带宽度极大地扩展之后给天线带来的新理论、新技术和新方法。本文主要研究了维瓦迪（Vivaldi）锥槽天线和蝴蝶结天线的宽带化问题。提出了若干种与主题相关的天线形式及馈电方式，并采用理论

2、分析、数值仿真和实验验证的方式对它们进行了研究。第一种天线是改进的维瓦迪锥槽天线。我们将维瓦迪锥槽天线的两片置于基板两侧，改变天线的形状（切掉90°的扇形），在尖锐的槽角进行倒角。通过这些方法，维瓦迪锥槽天线的阻抗带宽可以达到182％，实测工作频率为0.23～5GHz。同时，相对于普通的维瓦迪锥槽天线，这种天线在低频段获得更加优良的性能，取得了较高的前后比，有着较强的抗高压性能，方向图随频率的变化也更加稳定。第二种天线是新型的蝴蝶结天线。我们将蝴蝶结天线的两片同样置于介质板两侧，这为馈电提供了便利，比较容易的实现

3、了阻抗变换。通过这些方法，这种蝴蝶结天线以10dB回波损耗为标准的阻抗百分比带宽为176％，工作频率0.5GHz到8GHz。研究结果表明，平面天线是一种比较适合宽频带工作的天线。它们都可以通过优化天线的几何尺寸来达到较大的带宽，平面天线在实现系统小型化上起着不可估量的作用。关键词：超宽带天线，平面天线，维瓦迪锥槽天线，共面波导馈电，蝴蝶结天线，扩展带宽IABSTRACTAntennasareakindofconverters(orenergyconverters)betweentravelingwaveandfr

4、eespacewave.Theyarethenecessarycomponentsinthemodernwirelesssystems.Theminiatureandwidebandoftheantennasbecomemoreandmoreimportantthanbeforeasthedevelopmentofcommunicationtechnology.Therearenotanydifferencesintheradiationtheoriesbetweentheultra-widebandantenn

5、aandtheordinarynarrowbandone,buttheformerisdevelopedbasedonthelatter.Themaincontentofthesubjectontheultra-widebandantennaistoexplorethenoveltheories,techniques,andmethodstoresearchtheminverybroadband.Thisdissertationmainlyresearchesthevivaldislotantennasandbo

6、wtieantennas.Severalnovelplanarantennasareproposed.Manytechnologiesofthemarediscussedintheory,simulationandexperiment