寬帶小型化天線及陣列技術(shù)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代無線通信技術(shù)、大規(guī)模集成電路以及空間技術(shù)的飛速發(fā)展，各種電子設(shè)備都日趨小型化。而天線作為通信設(shè)備的前端關(guān)鍵部件，其性能優(yōu)越與否對整個(gè)通信質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用，因此，研制出能與小型化設(shè)備相適應(yīng)的各種小天線，特別是工作在HF、VHF/ UHF頻段的寬帶小型化天線及陣列具有極其重要的意義。
　　本文主要針對HF、VHF/ UHF天線及陣列，利用Hilbert線的空間填充特性和電磁超介質(zhì)左手特性，對天線的小型化、寬頻帶、高增益等

2、關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)研究，提出了多種設(shè)計(jì)方案并制作了相關(guān)樣機(jī)。
　　本文的主要內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　1.對寬帶小型化天線及陣列的發(fā)展要求和研究進(jìn)展進(jìn)行了回顧和分析。分析表明：天線的小型化，特別是HF、VHF和UHF天線的小型化已經(jīng)成為制約現(xiàn)代無線通信發(fā)展的頸瓶，雖然通過近幾十年的研究取得了很大的進(jìn)展，但在這個(gè)領(lǐng)域還存在許多亟待解決的難題和關(guān)鍵技術(shù)。
　　2.對Hilbert天線小型化技術(shù)進(jìn)行了研究。首先，對分形結(jié)構(gòu)的

3、基本概念和在天線中的應(yīng)用進(jìn)行了討論和闡述，并具體就低階空間填充線天線結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。然后，將Hilbert線的空間填充技術(shù)和嵌入式匹配技術(shù)有機(jī)結(jié)合，根據(jù)實(shí)際工程應(yīng)用環(huán)境提出了基于1階Hilbert空間填充線的小型化天線結(jié)構(gòu)，并利用遺傳算法對嵌入式匹配網(wǎng)絡(luò)和集總加載寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，結(jié)合自組構(gòu)技術(shù)完成全頻段的寬帶設(shè)計(jì)和天線性能測試。最后，針對Hilbert天線所存在的缺陷，提出和設(shè)計(jì)了一種多偶極子共軸一體化寬頻帶小型化天線。

4、>　　3.對基于人工電磁媒質(zhì)的電小天線進(jìn)行了研究。首先，基于電磁超介質(zhì)的基本物理特性，研究了空間匹配層與電小天線之間相互作用的機(jī)理和等效電路模型。根據(jù)工程應(yīng)用要求，研究和設(shè)計(jì)了一種新型結(jié)構(gòu)的寬帶、全向高增益智能天線。然后，對基于復(fù)合左右傳輸線的寬帶電小天線展開研究，闡述了構(gòu)造左手傳輸線的理論依據(jù)，具體分析了復(fù)合左右手傳輸線單元結(jié)構(gòu)的物理特性和等效實(shí)現(xiàn)，并設(shè)計(jì)出一種新型非周期性結(jié)構(gòu)的寬帶電小天線。
　　4.將Hilbert線的空間填