寬頻及雙頻介質(zhì)諧振天線的研究與設(shè)計.pdf

1、為了提高和改善無線通訊系統(tǒng)中信號傳輸?shù)乃俣群唾|(zhì)量，移動通信標(biāo)準(zhǔn)不斷更替。這就促使無線系統(tǒng)中的主要部件—天線要更具兼容性。寬頻以及雙頻帶技術(shù)能夠覆蓋多個工作頻帶，因而能夠同時兼容多個通信標(biāo)準(zhǔn)。因此，對于雙頻以及寬頻帶天線的理論知識和設(shè)計方法的研究具有非常重要的實際意義。
　　介質(zhì)諧振天線因其小體積、低損耗、高輻射效率等特點受到廣泛關(guān)注。對于傳統(tǒng)平面天線來說，當(dāng)工作頻率升高時，天線本身的歐姆損耗也會隨之惡化，這對天線性能會產(chǎn)生嚴(yán)重的影

2、響。然而，介質(zhì)諧振天線具有獨特且簡單的結(jié)構(gòu)，因而幾乎不存在表面波損耗和歐姆損耗。因此，無論是在無線通訊領(lǐng)域還是毫米波雷達(dá)領(lǐng)域，介質(zhì)諧振天線都顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿Α?br>　　本文主要設(shè)計了一種雙頻介質(zhì)諧振天線和兩種寬頻帶介質(zhì)諧振天線，可概括為：
　　1.設(shè)計了一種新型雙頻介質(zhì)諧振天線。基于微擾的Sierpinski分形結(jié)構(gòu)，經(jīng)過兩次迭代，該修飾過的三角形介質(zhì)諧振天線可同時覆蓋兩個工作頻帶，并且具有寬帶特性。天線的整體尺寸為0.32

3、λ×0.27λ×0.17λ（工作頻率為2.4GHz）或者0.47λ×0.43λ×0.24λ（工作頻率為3.5GHz），λ為天線在工作頻率處自由空間中的波長。實測結(jié)果表明，該天線-10dB相對阻抗帶寬分別為14.46％（2.25—2.60GHz）和27.78%（3.10—4.10GHz），可以完全覆蓋無線局域網(wǎng)（wireless local area network，WLAN）2.4—2.484GHz和全球微波互聯(lián)（worldwide i

4、nteroperability for microwave access，WiMAX）3.4—3.69GHz。同時，天線在這兩個頻帶內(nèi)的最大增益分別為5.58dB和5.51dB。
　　2.設(shè)計了一種寬頻帶矩形介質(zhì)諧振天線。該設(shè)計引入U型縫隙實現(xiàn)兩種功能：一是作為該矩形介質(zhì)諧振天線的饋電結(jié)構(gòu)；二是同時作為有效的輻射單元。同時，增加寄生 H型縫隙來改善阻抗匹配。介質(zhì)板和介質(zhì)諧振器之間增加了一層空氣間隙可以進(jìn)一步展寬帶寬。實測結(jié)果表明，

5、該天線-10dB相對阻抗帶寬可達(dá)73.72%，最大增益為7.0dB。同時，天線的整體尺寸（包括地板）僅為0.71λ×0.71λ×0.17λ(λ為天線工作在中心頻率時的波長)。
　　3.設(shè)計了一種低剖面寬帶介質(zhì)諧振天線。該設(shè)計采用多層結(jié)構(gòu)，即上層為兩塊高介電常數(shù)（介電常數(shù)約為93）的介質(zhì)諧振器，中間層為低介電常數(shù)的介質(zhì)板，最下面一層為地板，從而實現(xiàn)低剖面和寬帶寬的特性。實測結(jié)果表明，天線的-10dB相對阻抗帶寬可達(dá)10.49%，并且