天线馈电和馈电设备

天线馈电和馈电设备

一、天线馈电与馈电设备(论文文献综述)

徐航[1](2021)在《无线胶囊内窥镜天线研究设计》文中研究表明随着电子通信技术及医疗业不断地发展,结合生物医疗功能的无线胶囊内窥镜(WCE)系统横空出世。天线作为WCE系统中与外部接收装置进行通信的重要部件,其重要性越来越高。由于人体胃肠道环境复杂,想要设计一款与外部接收装置实现稳定通信的胶囊天线是一项巨大的挑战。在本文中分别设计了四款可摄入胶囊天线,其主要工作包括:1.首先本文设计了一款超宽带(UWB)胶囊天线,此天线是由蜿蜒偶极子附着在胶囊内壁组成。天线工作频段覆盖了0.915GHz、2.45GHz工业、科学、医疗(ISM)频段和1.4GHz无线遥测服务(WMTS)频段,阻抗带宽达到0.75-3.28GHz,宽带特性保证了天线在人体内部复杂环境下出现失调频偏仍能保证其工作在所需要的频段,可以应用于WCE系统。通过集总端口给天线馈电。根据仿真结果可以看出,该胶囊天线可以实现超宽带的功能,验证了设计的合理性。2.鉴于上面提到的胶囊天线功能单一,本文紧接着又设计了一款工作频段覆盖0.403GHz、0.413GHz医疗设备无线电通信服务(Med Radio)频段和0.433GHz ISM频段的胶囊天线,同样应用于WCE系统。通过在胶囊内壁添加四个金属条带,并且在每个金属条带的中心位置添加一个二极管。通过控制二极管的通断,可以实现天线在四个不同方向的定向辐射功能。在馈电部分,天线使用同轴馈电。仿真结果表明该设计在0.403-0.433GHz可以实现方向图可重构的功能。与第一款胶囊天线相比,该天线的增益得到了一定的提高,并且辐射性能得到了很大的改善。3.之前设计的两款胶囊天线都是线极化天线,由于线极化胶囊天线在人体内的位置不固定,会导致极化失配和多径损耗,因此本文设计了两款工作于0.915GHz ISM频段的圆极化胶囊天线应用于WCE系统,分别为天线1和天线2。通过在胶囊内壁附着L型金属条带,以及在胶囊内部添加两个金属圆柱,以此产生圆极化波。天线2是由天线1绕z轴旋转180°得来的。天线1和天线2只能在xoy面的有限ψ范围内实现圆极化辐射。仿真结果表明该设计实现了圆极化辐射,并且具有较宽的阻抗和轴比带宽,同时天线的增益得到了进一步的提高。4.为了让天线获得更稳定的全向辐射性能,以及在更宽的方位平面上实现全向圆极化辐射,本文提出了第四款工作于0.915GHz ISM频段的全向圆极化胶囊天线。该天线是由天线1和天线2组合而成,并对水平和垂直铜带尺寸进行了一些优化,不仅可以在水平面实现稳定的全向辐射性能,而且还可以在非常宽的仰角θ(49°~144°)范围内保持圆极化性能(AR<3 d B),可以成为未来WCE系统的有力候选者。在馈电部分与前两款相同,都是采用同轴馈电。实测结果表明该设计具有稳定的全向圆极化辐射性能。但是本文设计的第四款胶囊天线的最大辐射指向θ=101°,这是由于天线结构相对于xoy平面的不对称性造成的。为了使天线最大辐射面与xoy平面重合,本文对天线结构进行了优化,通过仿真结果可以看出天线性能达到了预期。

吴秋彤[2](2021)在《面向无线通信的双频滤波天线的研究与设计》文中认为现今,随着无线通信技术的发展,从开始的1G到现在的5G出现,通信频段越来越细化的同时,对无线终端也提出了更高的要求。终端会向多功能、高性能、小型化等方向发展。然而对性能要求越高,其设备结构让电路会更加复杂,体积如何保持不变甚至进一步小型化成为难题,单凭射频前端的无源微波器件设计,无法满足现在的需求。滤波器和天线的一体化设计,能够使设计出的滤波天线不仅具有辐射、滤波、平衡变换等功能,还可以满足系统集成化、小型化的要求。在通信频段的细分,业务的扩展的情况下,多频段滤波天线的实用意义更高。因此本文就滤波器理论和多频天线展开了探知,并对滤波天线的设计方法进行研究,做了相应的应用于无线通信中的双频带滤波天线设计,主要研究内容包括如下部分:首先,提出了一种基于双层结构的双频滤波天线。通过同轴馈电的方式,激励天线在n77/n78和n79频带内工作。该天线由上层基板的2个矩形辐射贴片和下层基板的阶跃阻抗谐振器(SIR)、L型枝节组成。其中高频谐振用于形成4.55-4.64 GHz(n79)频段,低频谐振用于形成3.37-3.53GHz(n77/n78)频段。测试的增益低频段的为6.38d Bi,第二个工作频段为1.02d Bi。天线的两频段间产生辐射零点,带外增益滚降性高,具有很强的边缘选择性,可用于6GHz以下5G的无线通信应用。其次,基于缝隙耦合馈电的方法,提出了一款双频天线。该天线有上下两层介质板,每层厚度仅为0.8mm,可以应用于无线通信中的两个不同的频带。基于此双频天线,在电路不增加滤波结构的前提下设计了一款双频滤波天线,此天线包括上下两个介质板,介质之间有距离,存在空气介质,能够降低介质板的等效介电常数,增加天线的辐射效率。上层介质基板为一个单极子天线,下层介质基板上部含有一个刻蚀缝隙的接地板,下层为设计的微带线结构。在两个频段间以及带外产生辐射零点,带内工作不受干扰,具有较佳的滤波响应。此滤波天线结构紧凑,且该结构工作在3.5-3.6GHz(Mimax)频段,增益可达5.31d Bi,以及在4.46-4.56GHz(C波段)增益达到了7.3d Bi,为无线通信中小型化、集成化的滤波天线设计提供了一种新思路。

方紫薇[3](2020)在《高性能全向天线的研究与设计》文中指出水平全向天线可在水平方向上360°实现辐射,这一特殊辐射特性被广泛地应用在广播电视、移动通信、室内分布式系统、车载台、卫星通信等无线通信领域。随着无线通信系统市场的快速发展,人们对全向天线性能需求也提出了更高的挑战。在此背景下,结合实习期间项目课题研究,本文提出了三款不同极化方式的高性能全向天线,即线极化高增益双频双馈全向天线、宽带小型化水平极化全向天线以及垂直/水平双极化全向天线。本文主要的工作有:1.提出了一种双频双馈垂直极化全向天线,该设计将折线型偶极子阵列印刷在介质板正反两面,使用平行双线的结构对振子进行等幅同相馈电。高、低频采用两个独立枝节进行设计,通过优化阵子间距,天线在无任何解耦结构的情况下就可实现高隔离度的特性。实测结果表明天线的-10 d B反射系数带宽可覆盖2.4~2.5 GHz、5.15~5.85GHz,在无其他解耦结构情况下,天线隔离度优于20 d B,具有良好的全向辐射特性。2.提出了一种印刷型宽带小型化水平极化全向天线,该设计由四组“F形”偶极子、一个宽带馈电网络、四个寄生带和四个引向器组成。四组“F形”偶极子形成两个大圆环可实现宽带全向辐射特性,加载寄生带可有效拓展阻抗带宽,引向器可用来增强每组偶极子沿轴向定向辐射特性从而提高增益,改善水平平面上的增益变化。实测结果表明天线的-10 d B反射系数带宽可覆盖1.7~3.9 GHz,整个尺寸仅为100mm*1.5 mm,实现了小型化的结构。水平平面上不圆度在2 d B以内,实现了良好的全向辐射特性。3.提出了一种用于车载移动通信系统的垂直/水平双极化全向天线,该设计由水平极化天线和垂直极化天线通过合理距离上下放置构成。其中,垂直极化天线采用盘锥天线形式,在盘锥顶部加载了圆形贴片以改善匹配,天线采用50Ω射频同轴线缆馈电;水平极化天线以四组“弧形”偶极子天线组成圆环状作为辐射单元,利用一分四功分器、渐变阻抗变换段和巴伦组合构成的馈电网络对辐射单元进行等幅同相馈电,使其环上电流分布均匀,能够实现水平全向辐射特性;最后,通过将垂直极化天线和水平极化天线在空间组合构成双极化天线,为了模拟实际工程应用,给出了合理外罩尺寸。仿真结果表明,该双极化天线两端口隔离度大于35 d B,水平极化不圆度在0.5d B以内,垂直极化不圆度在1 d B以内。论文对不同极化方式下的高性能全向天线进行了深入研究,掌握了全向天线的工作原理和设计方法,为工程设计积累了更为丰富的设计思路和数据支撑。

孙士捷[4](2020)在《宽波束介质谐振器天线设计》文中研究说明随着无线技术的飞速发展,无线电频谱逐渐向毫米波频段拓展。介质谐振器天线采用介质结构作为天线的辐射主体,避免了毫米波频段金属类天线欧姆损耗较大的问题,顺应了未来无线电系统的发展趋势。与此同时,很多实际的无线电系统对天线提出了越来越高的宽波束性能指标要求。由此可见,宽波束介质谐振器天线在未来无线电系统中极具应用潜力,在自动驾驶、卫星定位等众多领域中具有较高的潜在应用价值。因此,如何展宽介质谐振器天线的波束宽度是一个面向未来且极具学术价值的研究课题。论文基于矩形介质谐振器天线的基本理论与其内外场闭式表达式,深入研究了介质谐振器天线半功率波束宽度与轴比波束宽度的展宽方法。论文的主要研究成果可总结如下:1、基于矩形介质谐振器天线的内场表达式,提出了一种拓展介质谐振器天线方向图波束宽度的方法。为了验证该方法的有效性并解释其原理,文中设计了一款工作在TE113y模式下的矩形介质谐振器天线。该天线通过加载两对高介电常数介质贴片来拓宽其E面方向图的波束宽度,并向下翻折金属地板使其H面波束得到展宽。通过改变一些重要的参数,可有效调节该天线的E面及H面方向图的波束宽度。实测结果表明,该天线的E面和H面方向图的最大半功率波束宽度分别为210°和137°,且在3.02GHz至3.26GHz频段(相对带宽为7.6%)内,天线的E面和H面方向图波束宽度均大于120°,且天线增益高于2.2dBi。为了进一步验证所提出设计方法的指导意义,文中还提出了一种衍生设计方案,通过在矩形介质谐振器天线顶端设置凹槽,同样可以实现天线E面方向图波束宽度的拓宽。2、基于由洛伦兹互易定理所推导出的介质谐振器天线馈电理论,提出了一款复合馈电的宽波束圆极化矩形介质谐振器天线,其复合馈电结构由微带馈电的细长矩形缝隙以及一对弯折的印刷金属条带构成,其中矩形缝隙激励起矩形介质谐振器的TE1δ1y模,印刷金属条两臂能够激励出矩形介质谐振器的TEδ11x。通过调节印刷金属条的结构尺寸即可在这两个正交模式间产生90°相位差,实现宽轴比波束的圆极化辐射。除此之外,通过调节介质谐振器的尺寸来改变天线的口径大小,并适量减小金属地板尺寸,天线的半功率波束宽度也得以拓宽。天线的测试结果显示该天线在φ=0°和φ=90°两个主面的最大轴比波束宽度分别为224°和165°。天线在4.3 GHz至4.8 GHz频带(相对带宽11%)内φ=0°和φ=90°两个主面的3dB轴比波束宽度均大于122°,半功率波束宽度在101°到127°范围内,在θ=0°方向上天线的增益高于4.7dBic。此外,天线的阻抗频带为3.58GHz到5.55GHz(相对带宽为43%),3dB轴比带宽为4.3GHz至4.9GHz(相对带宽为13%)。

吴少彤[5](2020)在《面向5G应用的共口径天线设计》文中认为随着移动通信技术的发展,具有大容量、高质量优点的通信系统成为人们迫切的需求。为了满足广大用户对于通信质量日益增长的需求,工信部近期确定3300-3600MHz,4800-5000MHz以及毫米波通信频段作为5G通信频段。为了缓解基站天线选址困难、安装维护成本高的现状,现有的2G、3G、LTE等通信系统将与新颁布的5G通信系统一起共存于同一个天线中。因此,宽带化天线以及多频共存的共口径天线成为基站天线研究的热点。本文面向基站天线应用,从宽带化、共口径天线设计方面展开了研究,主要研究了以下内容:第一、提出了一种宽带双极化基站天线设计方法。在传统环形交叉偶极子的基础上,通过加载“(38)”型寄生枝节引入一个高频谐振模式,并且研究了寄生枝节的关键参数对阻抗匹配特性的影响。研究发现,当寄生枝节宽度逐渐增大时,单环交叉偶极子的两个固有模式和寄生枝节引入的高频谐振模式阻抗平稳趋近50欧姆,有效展宽了天线的工作带宽。最终所设计的天线在2.87-5.13GHz工作带宽内,实现了56.5%的阻抗带宽,实测隔离度大于23 d B。接下来基于所提出的宽带双极化天线,设计了一种应用于第四章中共口径天线设计的双极化天线,天线将用作共口径设计中的高频部分。天线在工作频段内实测匹配特性和的辐射方向图良好。第二、基于FSS技术提出了一种具有带通特性的双极化天线设计方法。首先设计了一种具有带通特性的FSS单元,并研究了关键参数对其通带特性的影响,最终设计的FSS单元在4.6-5.5GHz频段传输系数在1 d B以内。仿真结果显示,所设计的FSS覆层对工作在其通带内的天线具有良好的透射性能。然后应用所提出的FSS单元,设计了一种具有带通特性的双极化天线。天线辐射体由4×4阵列的FSS构成,由于FSS的带通特性,天线能够允许频率在FSS通带内的电磁波透过。天线在2.5-2.76GHz内实测回波损耗大于10 d B,两个极化端口的实测隔离度大于23 d B,实测辐射方向图稳定,将用作共口径设计中的低频天线部分。第三、首先基于上述所设计两种双极化天线,提出了一种新型共口径天线。共口径天线的低频部分采用基于FSS技术的双极化天线单元,2×2高频天线阵列放置于低频天线的辐射口径下方。通过合理应用FSS的通带特性,降低了低频天线对高频天线的遮挡效应。天线在2.46-2.78GHz和4.46-5.5GHz频段内回波损耗大于10 d B,两个极化端口的实测隔离度均大于22 d B,低频段和高频段辐射特性良好。接下来,对设计的共口径天线单元进行了组阵应用。阵列规模1×3,在低频段和高频段分别实现了15.6%和17.8%的相对带宽,实测同频隔离和异频隔离分别大于20 d B和27 d B,低频段和高频段水平面半功率波束宽度分别为69.5±1.5°和65.2±6.7°。

甘育仪[6](2020)在《共口径可重构天线与赋形天线的设计》文中研究指明随着无线通信与信息产业的发展,天线作为通信系统中极其重要的一部分越来越受到广大科研工作者的注重。为满足不断更新换代的移动通信、无线网络通信以及导航通信等无线通信领域的现代化需求,各类天线呈现出了功能多样化、智能化、小型化、宽带化、低成本等发展趋势,在这种趋势下,共口径、可重构、波束切换以及赋形等天线技术开始备受关注。本文的研究工作依据天线的发展趋势并结合科研项目展开,对共口径智能可重构WLAN天线以及宽带紧凑型余割平方赋形阵列进行了研究与设计。首先本文设计了一款共口径智能可重构WLAN天线。该天线由八个相同的定向型共口径双频双极化可重构天线单元围绕智能波束控制电路呈正八面体状排布构成,可在方位面上实现辐射增益均匀覆盖且能够进行波束切换实现多种辐射模式。天线阵列在频段上同时工作于无线局域网通用标准规定的2.4G频段与5G频段,每个天线单元的极化方式可在±45°线极化之间选择切换。通过合理设计智能波束控制电路使得该天线阵列的八个天线单元中每个天线单元可被选择是否激励以及激励何种极化状态,从而动态检测任意天线单元组合形成的状态所接收的两个频段信号的强度来判断并选择天线阵列的最佳工作状态。最终的实验样机测试结果表明,所设计的共口径智能可重构WLAN天线能够搜寻、追踪目标天线的位置并识别出目标天线的辐射极化方式,具有较强的实用价值。其次本文对宽带紧凑型余割平方赋形阵列展开了研究与设计。该阵列为32单元均匀线阵,布阵间距为0.8个高频波长,物理尺寸为23.36λ0?0.512λ0?0.496λ0。天线单元采用双层微带天线结构设计实现21%的相对带宽,具有剖面低、尺寸小的特点。采用凸优化算法与PSO算法结合对32单元均匀线阵进行阵列综合来获得所需的激励幅度和相位,使其在所需的21%带宽范围内获得了较好的赋形效果与较低的副瓣电平。其馈电网络采用双层带状线威尔金森结构设计实现了小型化。通过合理设计天线单元、激励幅相、馈电网络以及互连匹配结构,本文设计了一款具有频带宽、占用三维空间小、副瓣低等优点的宽带紧凑型余割平方赋形天线阵列,仿真及实测结果表明该天线阵列性能良好,具有较强的工程应用价值。

杨亚迪[7](2020)在《应用于移动通信的宽带双极化基站天线的设计》文中研究说明随着新一代移动通信技术的迅猛发展,不断增长的话务量与多元化的通信业务对移动通信系统的性能提出了越来越高的要求。基站天线在移动通信系统中具有重要作用,它能直接影响通信设备的性能,故基站天线的发展方向必定要适应移动通信系统的需求。天线在多系统共站、多种制式共存的需求下朝着小型化、宽带化的方向发展,因此一副天线能够兼容多种通信频段显然具有重要的意义。本文对基站天线的宽带化进行了研究,并基于基站天线的发展方向提出了两款适用于移动通信系统的宽带双极化基站天线单元,分别是应用于2G/3G/LTE/5G频段的宽带双极化基站天线单元和应用于IMT/2G/3G/LTE频段的菱形宽带双极化基站天线单元,并对应用于IMT/2G/3G/LTE频段的天线单元进行组阵。本研究课题的主要成果有:1.对工作频段能够覆盖2G(1710 MHz-1920 MHz)/3G(1880 MHz-2170 MHz)/LTE(2300 MHz-2400 MHz&2570 MHz-2690 MHz)/5G(3300 MHz-3600 MHz)频段的双极化基站天线单元进行了研究。针对现有基站天线频带窄的现状,提出了一种宽带双极化基站天线的设计方法。该天线能够在频段1700 MHz-3700 MHz内实现良好的阻抗匹配和辐射特性。文中对偶极子的谐振进行了研究,通过引入“U”型槽,在原有两个谐振模式的基础上加入一个新的谐振模式,采用切角技术改变天线的电流分布,从而达到了扩宽频带的目的。2.对工作频段能够覆盖2G/3G/LTE和IMT频段的双极化基站天线单元进行了研究。针对现有基站天线工作频带窄、非平面化等问题提出了一种全平面、宽频带基站天线单元。该天线能够在频段1350 MHz-2900 MHz内实现良好的阻抗匹配和辐射特性。主要利用弧形辐射结构改变电流路径,通过巴伦馈电实现阻抗匹配来扩宽天线的频带。该天线单元把国内外的频段集中在一个天线单元上,可以克服国内外基站天线需要分开建站的缺点,且该天线结构简单稳固,外形小巧,采用印刷偶极子作为双极化天线辐射元件大大减少了安装步骤。3.对能够覆盖1350 MHz-2900 MHz频段的基站天线阵列进行了研究,天线阵列是由四个等间距且结构完全相同的天线单元直线排列组成天线阵列,放置在矩形金属反射板上。对天线阵列进行加工和测试,实测结果和仿真结果基本一致。测试结果表明天线阵列能够在1350 MHz-2900 MHz频段内全频覆盖,相对阻抗带宽达到72.9%,能够实现稳定的增益和半功率波瓣宽度。

彭立尧[8](2019)在《W波段平面阵列天线研究》文中进行了进一步梳理相较于低频段,毫米波频段(30~300GHz)因其频带宽,对应的天线尺寸小,分辨率高等优势在最近几年里成为了研究的重点。其中的W波段(75~110GHz),尤其是77GHz、94GHz频率附近的大气衰减小,无疑是各种车载雷达、导弹引信和无线通信等领域的研究热门频率。综合上述论述,本文对基于微带线和基片集成波导结构的W波段平面阵列天线进行了深入的研究,论文的主要部分包括以下几个方面:首先设计了一款45°线极化梳状微带阵列天线,采用梳状馈电方式替代传统的串联馈电方式以减小天线的传输损耗,另外考虑到该天线应用于车载雷达系统,本文选择将阵元偏置45°,以获得45°线极化波,从而减少对向车辆的电磁干扰。同时,为每一个阵元设置一个反射抵消缝隙来抵消阵元的反射能量,进一步解决了阵元间相位失配问题。并为阵列天线设计了一种T型馈电网络,将其与传统多级级联Y型馈电网络进行对比,显示了该结构性能的优越性。对最终设计的梳状微带天线阵列天线进行加工与仿真分析,结果显示发射天线增益为24.2d Bi,最大副瓣电平为-17.9d B;接收天线增益为16.1d Bi,最大副瓣电平为-18.4d B。然后,针对微带天线在高频段传输损耗大的问题,设计了一款基片集成波导缝隙阵列天线。采用等效分析法,分析等效波导孤立缝隙模型的辐射特性,按照泰勒分布要求,设置阵列单元中各缝隙的初始尺寸。然后采用基片集成波导结构设计了天线的馈电网络,并对基片集成波导缝隙阵列天线进行加工与仿真分析,结果表明发射天线增益为13.7d Bi,最大副瓣电平为-18.7d B;接收天线增益为12.8d Bi,最大副瓣电平为-13.3d B。最后设计了一种圆极化阵列天线,该天线运用了磁电偶极子理论,通过对各结构参数对天线性能影响进行分析评估,得到了天线单元的尺寸设计值。并使用基片集成波导作为天线的馈电网络、波导和微带-波导转换结构作为天线的传输层,最终实现了多层背馈式阵列天线结构。对其进行仿真分析,结果显示该天线具有极为对称的辐射模式,其增益为14.1d Bi,E面副瓣电平为-10.8d B,H面副瓣电平为-11.9d B,-10d B阻抗带宽约为17.4%。根据研究成果,完成了一项国家发明专利的申请(申请号:CN201910298837.1.)。

秦丽婷[9](2019)在《E波段低副瓣波导缝隙阵列天线的研究》文中提出当今社会,通信与雷达等系统在强地面杂波背景下面临着各种复杂的电磁波干扰与噪声,在某些场合,副瓣电平甚至超过增益等成为天线设计中最重要的一个指标。波导缝隙阵列天线由于它在毫米波段损耗低、功率容量大、辐射效率高等优良特性而备受重视,尤其是其对口径面上幅度分布容易控制,容易达到低副瓣或者极低副瓣,成为毫米波天线中的首选。本文以波导缝隙阵列天线为基础,研究设计了两种低副瓣阵列天线,具体内容如下:1.研究设计了一种用于71-81GHz频段的低剖面、高增益的32×64的波导缝隙阵列天线,该天线在E平面和H平面分别实现了不同等级的低副瓣并且具有不相等的波束宽度。该天线由512(16×32)个2×2-辐射单元子阵组成,这些子阵以相等的间距排列在阵列的x方向和y方向,并且由功率不均匀分配的单脊波导全并联馈电网络分别进行激励。在馈电网络上分别采用两组不同的泰勒幅度分布进行阵列综合,以实现低副瓣电平。结合阵列的x方向和y方向不同的尺寸和幅度分布,可以独立控制E平面和H平面的副瓣电平和波束宽度。由于泰勒幅度分布激励的是2×2-辐射单元,造成辐射缝隙之间是准泰勒分布,所以对2×2-辐射单元分别进行了不等分的优化设计,抑制了E面由于准泰勒分布而引起的栅瓣。最后,机械加工了一个实物天线以验证所研究阵列特性。测量结果表明,在整个带宽范围内,阵列天线阻抗匹配的反射系数优于-14dB。在E平面和H平面的副瓣电平分别低于-18.9dB/-24dB,最大半功率波束宽度分别为2.3°/1.3°。另外,还实现了不低于39.4dBi的高增益和低于-36.2dB的交叉极化。2.研究设计了另一款工作在70-88GHz的宽频带、高增益和低副瓣的波导缝隙阵列天线。该阵列天线由64(8×8)个辐射单元和单脊波导全并联馈电网络构成,一个旋转了45°的标准波导口为整个天线馈电。馈电网络采用单脊波导可以拓宽阵列天线工作带宽的同时减小馈电网络尺寸。方形阵的副瓣主要集中在阵列排列方向的主平面上,所设计的阵列天线通过将阵面旋转45°,达到45°极化来降低副瓣电平。仿真结果表明,在整个工作频段内,反射系数低于-15dB的相对带宽达到22.8%,增益不低于32.3dBi,副瓣电平均低于-26.5dB。

翟长华[10](2019)在《小型化基站天线的应用研究与设计》文中指出5G(第五代移动通信系统)试验网已经展开,大规模商用即将来临;4G仍在广泛应用并深入发展。其中,Massive MIMO基站天线作为提升容量和速率的利器,成为了5G及后4G时代的研究热点和应用主流。基于系统的需求(如基站设备有源化)、性能的需求(如辐射单元之间互耦的降低)以及应用的需求(如天线尺寸、重量、成本的限制),Massive MIMO阵列天线的辐射单元亟待小型化。本文即选择这一具有实际应用背景和技术难点的方向作为研究课题。首先,根据来自北美移动通信网络的应用需求,对于后4G采用的1710MHz-2200MHz频带(我国为2G、3G频段)的32T/R Massive MIMO天线阵列,辐射单元在低边频的间距明显小于二分之一波长,从而造成单元之间互耦强烈、隔离性能差。减小辐射单元的尺寸成为技术突破的关键。本文提出了基于(38)型耦合馈电的Ι型半波偶极子单元,在减小尺寸的过程中导致了奇异跳变进入频带内的低端。进一步,本文提出的ΙΙ型辐射单元,通过在辐射臂上切角并引入加载枝节的方法,在辐射单元的口径减小了34.1%的同时,既降低了互耦,又排除了奇异跳变,仿真结果表明辐射性能可以达到设计要求。其次,根据5G需求,本文提出了一种低剖面辐射单元,采用空气微带贴片结构,并设计双探针馈电与贴片形成一体化,实现了大约0.10?的低剖面,仿真表明其性能指标良好,而且结构简洁、制造简便、成本低廉,适用于国内5G三大试验频段(2515MHz-2675MHz、3400MHz-3600MHz、4800MHz-4900MHz)及国际5G频段n41、n78、n79(2496MHz-2690MHz、3300MHz-3800MHz、4400MHz-5000MHz)的64T/R Massive MIMO基站天线。最后,针对上述两种具有小型化辐射单元的Massive MIMO基站天线,我们进行了样机制作和实际测量,实测结果和仿真结果吻合,达到了设计目标。根据所设计的辐射单元形成的Massive MIMO阵列天线产品已经提供市场应用,具有良好的实用价值。

二、天线馈电与馈电设备(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、天线馈电与馈电设备(论文提纲范文)

(1)无线胶囊内窥镜天线研究设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究目的和意义
    1.2 胶囊天线技术简介
    1.3 胶囊天线国内外研究现状分析
    1.4 论文主要工作和章节安排
第二章 天线基础理论
    2.1 引言
    2.2 天线的特性参数
        2.2.1 天线场区的划分以及近似表示
        2.2.2 天线阻抗
        2.2.3 天线的辐射方向图、波瓣宽度和增益
        2.2.4 天线的极化、频带宽度
        2.2.5 人体组织SAR值
    2.3 电偶极子天线
    2.4 磁偶极子天线
    2.5 本章小结
第三章 线极化无线胶囊内窥镜天线设计
    3.1 引言
    3.2 超宽带胶囊天线设计
        3.2.1 仿真环境
        3.2.2 天线结构设计
        3.2.3 天线仿真结果分析
        3.2.4 人体组织大小对天线匹配的影响
        3.2.5 不同人体组织对天线匹配的影响
        3.2.6 天线SAR值分布
    3.3 方向图可重构胶囊天线设计
        3.3.1 仿真环境
        3.3.2 天线结构设计
        3.3.3 天线仿真结果分析
        3.3.4 不同人体组织对天线性能的影响
        3.3.5 天线SAR值分布
    3.4 本章小结
第四章 圆极化无线胶囊内窥镜天线设计
    4.1 引言
    4.2 圆极化胶囊天线设计
        4.2.1 仿真环境
        4.2.2 天线1 结构设计
        4.2.3 天线2 结构设计
        4.2.4 天线仿真结果分析
        4.2.5 不同人体组织对天线性能的影响
        4.2.6 天线SAR值分布
    4.3 全向圆极化胶囊天线设计
        4.3.1 引言
        4.3.2 仿真环境
        4.3.3 全向圆极化天线的演变及结构设计
        4.3.4 天线仿真结果分析
        4.3.5 旋转角?对CP性能的影响
        4.3.6 天线圆极化原理分析
        4.3.7 组织大小及不同植入位置对天线性能的影响
        4.3.8 不同人体组织对天线性能的影响
        4.3.9 天线SAR值分布以及电缆长度对天线的影响
    4.4 实测结果与讨论
    4.5 全向圆极化胶囊天线优化设计
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
致谢
参考文献
作者简介及论文发表情况

(2)面向无线通信的双频滤波天线的研究与设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
主要符号说明
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 滤波天线的国内外研究发展
        1.2.1 单频段滤波天线的研究现状
        1.2.2 多频段滤波天线的研究现状
    1.3 本文的主要研究内容
第二章 滤波天线的基本参数和理论
    2.1 引言
    2.2 滤波器的基本理论及关键参数
    2.3 滤波天线的综合设计理论
    2.4 滤波天线的融合设计理论
    2.5 滤波天线的相关理论
        2.5.1 滤波天线的关键参数
        2.5.2 天线的馈电分析
    2.6 本章小结
第三章 基于双层结构的双频滤波天线的研究
    3.1 引言
    3.2 双频滤波天线的结构
    3.3 天线的参数分析
    3.4 仿真和加工测试结果分析
    3.5 本章小结
第四章 基于缝隙耦合馈电的双频滤波天线的设计
    4.1 引言
    4.2 双频微带天线设计
        4.2.1 双频天线结构
        4.2.2 双频天线仿真与分析
    4.3 基于缝隙耦合馈电的双频滤波天线研究
        4.3.1 滤波天线设计
        4.3.2 滤波天线仿真与分析
    4.4 本章小结
第五章 全文总结与展望
    5.1 本文总结
    5.2 研究展望
参考文献
个人简历在读期间发表的学术论文
致谢

(3)高性能全向天线的研究与设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外现状
        1.2.1 垂直极化全向天线
        1.2.2 水平极化全向天线
        1.2.3 垂直/水平双极化全向天线
    1.3 本文结构与安排
第二章 天线基础理论和分析方法
    2.1 引言
    2.2 天线基本电性能参数
        2.2.1 天线的极化特性
        2.2.2 天线的基本性能参数
    2.3 对称振子天线的辐射
    2.4 高性能全向天线的关键技术
        2.4.1 高增益技术
        2.4.2 宽带技术
        2.4.3 小型化技术
第三章 垂直极化高增益双频双馈全向天线设计
    3.1 引言
    3.2 天线的结构与设计
        3.2.1 结构设计
        3.2.2 仿真结果
    3.3 工作原理和参数分析
        3.3.1 模式分析
        3.3.2 参数分析
    3.4 实际加工与测试结果
    3.5 本章小结
第四章 宽带小型化水平极化全向天线设计
    4.1 引言
    4.2 天线的结构与设计
        4.2.1 结构设计
        4.2.2 仿真结果
    4.3 工作原理和参数分析
        4.3.1 “F”型偶极子振子
        4.3.2 馈电网络
        4.3.3 参数分析
    4.4 实际加工与测试结果
    4.5 与其他水平全向天线相比
    4.6 本章小结
第五章 垂直/水平双极化全向天线设计
    5.1 引言
    5.2 垂直极化天线设计
        5.2.1 结构设计
        5.2.2 仿真结果
        5.2.3 参数分析
    5.3 水平极化天线设计
        5.3.1 结构设计
        5.3.2 仿真结果
    5.4 垂直/水平双极化天线设计
        5.4.1 结构设计
        5.4.2 仿真结果
        5.4.3 参数分析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介

(4)宽波束介质谐振器天线设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究历史及现状
        1.2.1 宽波束天线研究现状
        1.2.2 介质谐振器天线理论研究现状
        1.2.3 高性能介质谐振器天线研究现状
        1.2.4 圆极化介质谐振器天线研究现状
        1.2.5 宽波束介质谐振器天线研究现状
    1.3 论文的主要工作和内容安排
第二章 相关理论基础
    2.1 引言
    2.2 矩形介质谐振器天线的模式与内外场分布
    2.3 矩形介质谐振器天线重要参数计算
    2.4 介质谐振器天线的馈电
    2.5 天线的极化
    2.6 本章小结
第三章 加载介质贴片的宽波束介质谐振器天线设计
    3.1 引言
    3.2 天线结构
    3.3 宽波束原理分析及天线设计步骤
    3.4 天线参数优化
    3.5 天线的仿真与测试结果
    3.6 衍生方案
    3.7 本章小结
第四章 复合馈电宽波束圆极化介质谐振器天线设计
    4.1 引言
    4.2 天线结构
    4.3 宽波束圆极化原理以及天线的设计步骤
    4.4 天线的参数优化
    4.5 天线的仿真与测试结果
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 论文的主要研究成果与意义
    5.2 进一步的研究与展望
参考文献
致谢
作者简介

(5)面向5G应用的共口径天线设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 基站天线研究现状
        1.2.2 共口径天线研究现状
    1.3 论文研究内容与写作安排
第二章 基础理论概述
    2.1 频率选择表面
        2.1.1 频率选择表面的原理及分类
        2.1.2 频率选择表面的分析方法
    2.2 基站天线基础理论
        2.2.1 天线基础理论
        2.2.2 基站天线的关键参数
第三章 双极化基站天线设计
    3.1 面向5G应用的基站天线设计
        3.1.1 天线结构
        3.1.2 工作原理及参数分析
    3.2 共口径天线高频天线设计
        3.2.1 天线结构
        3.2.2 测试结果及分析
    3.3 共口径天线低频天线设计
        3.3.1 FSS设计及参数分析
        3.3.2 天线结构
        3.3.3 工作原理及参数分析
        3.3.4 测试结果及分析
    3.4 本章小结
第四章 共口径天线设计
    4.1 共口径天线设计
        4.1.1 天线结构
        4.1.2 工作原理及性能对比
        4.1.3 测试结果及分析
    4.2 共口径阵列天线设计
        4.2.1 天线结构
        4.2.2 天线测试结果及分析
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
致谢
作者简介

(6)共口径可重构天线与赋形天线的设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 论文研究背景与意义
    1.2 国内外研究状况
        1.2.1 共口径可重构天线
        1.2.2 余割平方赋形天线
    1.3 本文的主要内容与结构安排
第二章 基本理论概述
    2.1 微带天线的基本理论
        2.1.1 微带天线的结构及辐射原理
        2.1.2 微带天线的相关参数
    2.2 可重构天线的基本理论
        2.2.1 可重构天线的实现原理
        2.2.2 可重构天线的实现方法
    2.3 凸优化算法与粒子群算法
        2.3.1 凸优化算法
        2.3.2 粒子群算法
    2.4 本章小结
第三章 共口径智能可重构WLAN天线设计
    3.1 引言
    3.2 双频双极化可重构WLAN天线单元设计
        3.2.1 采用Y形馈线馈电的天线单元结构及仿真
        3.2.2 采用平衡馈线馈电的天线单元结构及仿真
    3.3 可重构WLAN天线阵列设计
        3.3.1 可重构WLAN天线阵列结构
        3.3.2 可重构WLAN天线阵列仿真结果
    3.4 智能波束控制电路设计
        3.4.1 电路方案分析
        3.4.2 宽带功率合成器的设计与分析
        3.4.3 智能波束控制电路的框图及功能分析
        3.4.4 智能波束控制电路的实施方案
    3.5 原理样机制作及实验测试
        3.5.1 天线单元及阵列的制作与测试
        3.5.2 智能波束控制电路的调试与测试
        3.5.3 样机制作及其功能测试
    3.6 本章小结
第四章 宽带紧凑型余割平方赋形阵列设计
    4.1 引言
    4.2 天线单元设计
        4.2.1 天线单元结构
        4.2.2 天线单元仿真
    4.3 阵列综合及仿真
        4.3.1 阵列综合
        4.3.2 阵列仿真分析
    4.4 紧凑型馈电网络的设计
        4.4.1 拓扑结构搭建及模型分析
        4.4.2 馈电网络的仿真结果及分析
    4.5 阵列模型的搭建与联合仿真
    4.6 阵列实物的加工制作与测试
    4.7 本章小结
第五章 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 下一步工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果

(7)应用于移动通信的宽带双极化基站天线的设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 基站天线的研究背景与研究意义
    1.2 基站天线的国内外研究现状
    1.3 本论文的主要工作和内容安排
第二章 基础理论概述
    2.1 引言
    2.2 基站天线的主要性能参数
        2.2.1 基站天线的电路参数
        2.2.2 基站天线的辐射参数
    2.3 基站天线理论基础
        2.3.1 对称振子天线
        2.3.2 基站天线的基本结构
    2.4 电磁场数值计算方法与软件
    2.5 本章小结
第三章 应用于2G/3G/LTE/5G频段的宽带双极化基站天线单元设计
    3.1 引言
    3.2 天线结构
    3.3 天线仿真分析
    3.4 天线的加工与测试结果
    3.5 本章小结
第四章 应用于IMT/2G/3G/LTE频段的菱形宽带双极化基站天线单元设计
    4.1 引言
    4.2 天线结构
    4.3 天线仿真分析
    4.4 天线的加工与测试结果
    4.5 本章小结
第五章 基站阵列天线的设计与优化
    5.1 引言
    5.2 基站阵列天线的设计
        5.2.1 单元间距的确定
        5.2.2 反射板尺寸的确定
    5.3 天线结构
    5.4 天线的加工与测试结果
    5.5 本章小结
第六章 总结
参考文献
致谢
作者简介

(8)W波段平面阵列天线研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 微带天线研究现状
        1.2.2 基于基片集成波导结构天线研究现状
    1.3 论文主要工作及结构安排
2 天线基本原理
    2.1 微带天线
        2.1.1 微带天线结构及特点
        2.1.2 微带天线辐射原理
        2.1.3 微带天线分析方法
    2.2 基片集成波导
        2.2.1 SIW结构设计准则
        2.2.2 SIW结构与矩形波导的等效
        2.2.3 微带-基片集成波导转换结构
        2.2.4 基于基片集成波导的缝隙天线分析方法
    2.3 毫米波平面天线测试
        2.3.1 探针结构
        2.3.2 天线测试系统
        2.3.3 天线测量与校准
    2.4 本章小结
3 45°线极化梳状微带阵列天线
    3.1 引言
    3.2 设计指标
    3.3 梳状微带阵列天线设计
        3.3.1 介质基板选择
        3.3.2 孤立辐射阵元谐振尺寸的理论计算
        3.3.3 孤立辐射阵元与反射抵消缝隙研究
        3.3.4 梳状微带天线辐射单元设计
        3.3.5 馈电网络设计
    3.4 梳状微带阵列天线的加工与仿真分析
    3.5 本章小结
4 基于基片集成波导结构的缝隙阵列天线
    4.1 引言
    4.2 设计指标
    4.3 基片集成波导缝隙阵列天线设计
        4.3.1 缝隙天线的理论设计步骤
        4.3.2 基片集成波导结构设计
        4.3.3 孤立缝隙模型参数研究
        4.3.4 E面低副瓣基片集成波导缝隙天线单元设计
        4.3.5 馈电网络设计
    4.4 基片集成波导缝隙阵列天线加工与仿真分析
    4.5 本章小结
5 宽带磁电偶极子圆极化阵列天线
    5.1 引言
    5.2 设计指标
    5.3 磁电偶极子圆极化阵列天线设计
        5.3.1 工作原理
        5.3.2 天线单元设计
        5.3.3 阵列天线设计
        5.3.4 磁电偶极子圆极化阵列天线仿真分析
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 本文工作总结
    6.2 未来工作展望
致谢
参考文献
附录

(9)E波段低副瓣波导缝隙阵列天线的研究(论文提纲范文)

引言
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究动态
    1.3 论文主要内容与安排
2 波导缝隙阵列天线理论
    2.1 天线基础理论
        2.1.1 天线的辐射机理
        2.1.2 天线基本要求
        2.1.3 天线基本电参量
    2.2 阵列天线理论基础
        2.2.1 电磁波干涉与叠加原理
        2.2.2 阵列天线辐射特性
    2.3 波导缝隙天线理论分析
        2.3.1 巴比涅原理
        2.3.2 波导缝隙原理
        2.3.3 波导缝隙阵形式
    2.4 本章小结
3 阵列综合法波导缝隙阵列天线的研究
    3.1 天线阵列综合设计方案
        3.1.1 切比雪夫阵列综合法
        3.1.2 泰勒综合法
    3.2 波导缝隙阵列天线的设计指标
    3.3 波导缝隙阵列天线的设计与分析
        3.3.1 波导缝隙阵列总体设计
        3.3.2 2×2-单元子阵设计
        3.3.3 幅度分布设计
        3.3.4 并联馈电网络设计
    3.4 阵列天线的加工与测试
    3.5 本章小节
4 45°极化波导缝隙阵列天线的研究
    4.1 阵列天线设计指标
    4.2 阵列天线总体设计
    4.3 阵列天线设计与分析
        4.3.1 单元子阵
        4.3.2 馈电网络
    4.4 整体结构仿真
    4.5 本章小节
5 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 问题与展望
参考文献
在学研究成果
致谢
Abstract of Thesis
论文摘要

(10)小型化基站天线的应用研究与设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 宽带基站天线的研究现状
        1.2.2 小型化基站天线的研究现状
    1.3 本文的主要工作和任务安排
第二章 天线基本理论与技术
    2.1 引言
    2.2 电磁场基本理论
    2.3 基站天线的主要性能参数
        2.3.1 主要电路参数
        2.3.2 主要辐射参数
    2.4 辐射单元工作原理
        2.4.1 半波偶极子
        2.4.2 微带贴片天线
    2.5 阵列天线工作原理
        2.5.1 直线阵
        2.5.2 平面阵
        2.5.3 单元数对波束赋形的影响
        2.5.4 单元间距对波束赋形的影响
    2.6 本章小结
第三章 宽带小型化基站天线仿真设计
    3.1 引言
    3.2 半波偶极子天线设计原理
    3.3 宽带小型化辐射单元仿真设计
        3.3.1 Ⅰ型辐射单元
        3.3.2 Ⅱ型辐射单元
        3.3.3 两种辐射单元的性能对比
    3.4 宽带小型化基站天线阵列仿真研究
        3.4.1 宽带小型化基站天线的性能指标
        3.4.2 宽带小型化基站天线的组阵形式
        3.4.3 功分器的设计
        3.4.4 三维边界一体化设计
    3.5 本章小结
第四章 低剖面基站天线仿真设计
    4.1 引言
    4.2 低剖面辐射单元设计
        4.2.1 辐射单元结构的确定
        4.2.2 n79 频段低剖面辐射单元设计
        4.2.3 n78 频段低剖面辐射单元设计
        4.2.4 n41 频段低剖面辐射单元设计
    4.3 低剖面辐射单元组阵研究
        4.3.1 低剖面基站天线的性能指标
        4.3.2 低剖面基站天线的组阵形式
        4.3.3 子阵的设计
        4.3.4 组阵结果分析
    4.4 本章小结
第五章 样机制作与测试
    5.1 引言
    5.2 宽带小型化基站天线的制作与测试
        5.2.1 宽带小型化基站天线的制作
        5.2.2 宽带小型化基站天线的测试
    5.3 低剖面基站天线的制作与测试
        5.3.1 低剖面基站天线的制作
        5.3.2 低剖面基站天线的测试
    5.4 本章小结
总结
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件

四、天线馈电与馈电设备(论文参考文献)

  • [1]无线胶囊内窥镜天线研究设计[D]. 徐航. 南京信息工程大学, 2021(01)
  • [2]面向无线通信的双频滤波天线的研究与设计[D]. 吴秋彤. 华东交通大学, 2021(01)
  • [3]高性能全向天线的研究与设计[D]. 方紫薇. 西安电子科技大学, 2020(05)
  • [4]宽波束介质谐振器天线设计[D]. 孙士捷. 西安电子科技大学, 2020(05)
  • [5]面向5G应用的共口径天线设计[D]. 吴少彤. 西安电子科技大学, 2020(05)
  • [6]共口径可重构天线与赋形天线的设计[D]. 甘育仪. 电子科技大学, 2020(07)
  • [7]应用于移动通信的宽带双极化基站天线的设计[D]. 杨亚迪. 西安电子科技大学, 2020(05)
  • [8]W波段平面阵列天线研究[D]. 彭立尧. 南京理工大学, 2019(01)
  • [9]E波段低副瓣波导缝隙阵列天线的研究[D]. 秦丽婷. 宁波大学, 2019(06)
  • [10]小型化基站天线的应用研究与设计[D]. 翟长华. 华南理工大学, 2019(01)

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天线馈电和馈电设备
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