破窗器随着科学技术的飞速发展,人类社会进入了信息时代,信息的快速而广泛的传递形成了信息社会最重要的特征。海量数据的传输需要相适应的宽带无线系统的支撑,这对通信设备的宽带化提出了越来越高的要求。
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圆极化天线在抗多径干扰、抑制雨雾干扰和提高信道容量等方面具有明显的优势,具有圆极化和宽带特征的无线通信系统是满足未来海量数据无线传输的关键技术之一。为此,本论文研究宽带圆极化天线的三项创新性设计,并完成了实验验证。
主要包括以下三方面内容:第一,提出采用共面波导(CPW,Coplane Waveguide)奇偶模给宽口缝隙馈电来激励宽带圆极化波的方法。设计了一款利用“微带-CPW”馈电的宽口缝隙圆极化天线,天线基板正面是一个宽口径缝隙和CPW馈线,背面是“微带-CPW”的转换结构。热熔胶封箱机
码图通过“微带-CPW”的转换结构在CPW内激励起相位差90°的奇模和偶模,用于激励宽口缝隙实现宽带圆极化辐射。该天线实测的阻抗带宽为57%(1.73-3.11GHz),轴比带宽为39.4%(1.98-2.95GHz)。
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第二,设计了一副结构简单的单馈电偶极子宽带圆极化天线。传统偶极子天线实现圆极化设计需要一对交叉偶极子和额外的功分移相网络,本文通过在单个偶极子双臂末端加载L形带线,利用微扰方式实现了宽带圆极化辐射,天线结构十分简单,通过在下方四分之一波长的位置加载地板实现了定向辐射。 无焰泄放装置
实测的阻抗带宽和轴比带宽分别达到了33.5%(2.58-3.62GHz)和38%(2.45-3.6GHz),通带内的增益在6.6dBi-8.3d Bi范围。第三,研究了利用磁偶极子和电偶极子的互补特性实现宽带圆极化辐射的方法,并分析了其工作模式和实现原理。
研制了宽带圆极化磁电偶极子天线,一对水平放置的贴片构成电偶极子,在底部四分之一波长位置短路的垂直贴片间隙等效为磁偶极子,天线由Г形带线馈电。共轴放置的磁偶极子和电偶极子远场电场强度的幅度相同、相差90°,从而实现了宽带圆极化辐射。
仿真结果显示,设计的磁电偶极子圆极化天线达到了35.9%(2.06-2.96GHz)的阻抗带宽和44.3%(1.79-2.81GHz)的轴比带宽,通带内的增益在3.2dBi-8.2d Bi范围。通过优化电偶极子结构,进一步拓展了天线的带宽,天线实测的阻抗带宽和轴比带宽分别达到了69%(1.6-3.2GHz)和42.7%(2.0-3.1GHz),通带内的增益在6.1dBi-8.4dBi范围。
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