超寬帶對數(shù)周期天線的研究與設(shè)計.pdf

1、通常而言,天線作為傳輸電磁波的功能器件,其具有頻率相關(guān)性,發(fā)射或接收能量的能力與其結(jié)構(gòu)和外形尺寸有關(guān),任何天線都不能在無限的頻域范圍內(nèi)使用。然而只要關(guān)心的天線功能參數(shù),如輻射方向圖、增益、極化形式,輸入阻抗、相位中心等等,在一定的頻率范圍內(nèi)維持恒定或者在可接受的范圍內(nèi)變化,即可以認(rèn)為天線具有超寬帶(UWB)的特性。
　　當(dāng)前由于電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展,超寬帶天線具有越來越多的使用需求。由超寬帶天線作為支撐的UWB通信系統(tǒng)受到了廣泛

2、的青睞,該系統(tǒng)具有容量大,帶寬寬,抗干擾能力好的特點(diǎn),日益在擁擠的無線頻譜業(yè)務(wù)中顯現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢,超寬帶天線的重要地位日益得到體現(xiàn)。因此對超寬帶天線進(jìn)行研究,掌握其內(nèi)部規(guī)律,較好的設(shè)計出不同類型的超寬帶天線是十分必要的。在不同形式的超寬帶天線中,對數(shù)周期天線以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)形式,良好的寬帶特性,及穩(wěn)定的天線性能,成為眾多領(lǐng)域應(yīng)用的首選。通常在實(shí)際工程應(yīng)用中,對數(shù)周期天線由一系列直線形式的平行偶極子構(gòu)成,其輻射振子的長度,間隔等結(jié)構(gòu)參數(shù)與頻

3、率成對數(shù)周期的變化。偶極子的饋電通過兩根平行金屬直線來完成,這兩根平行金屬直線被稱為集合線。集合線交叉對附著其上的偶極子進(jìn)行饋電,因此相鄰的兩組偶極子天線存在反相關(guān)系。在電特性方面;對數(shù)周期天線的增益、電壓駐波比、輸入阻抗等參數(shù)隨著頻率的變化能保持很小范圍內(nèi)的波動,幾乎可以認(rèn)為其具有頻率無關(guān)性。
　　從理論上而言,假設(shè)無限延長對數(shù)周期天線的長度,在任何頻段內(nèi)天線均可以穩(wěn)定的工作。但實(shí)際設(shè)計中,天線的頻率使用范圍一般會決定天線的結(jié)構(gòu)

4、尺寸,即高端與低端頻率的1/2波長決定了最大與最小偶極子的長度。在超高頻與甚高頻的頻段內(nèi)對數(shù)周期天線得到了最廣泛的應(yīng)用,近年來隨著工藝水平的提高,在更高的頻段內(nèi)對數(shù)周期天線也得到了應(yīng)用。為了進(jìn)近一步改善和提高對數(shù)周期天線的輻射性能,在傳統(tǒng)對數(shù)周期天線的結(jié)構(gòu)形式上,通過改變偶極子天線的輪廓形狀,或者將其輻射振子進(jìn)行折彎處理,從而改變表面電流的分布情況,以此來改善電氣性能。通過分析和優(yōu)化設(shè)計,相較于傳統(tǒng)形式的對數(shù)周期天線,優(yōu)化之后的對數(shù)周期