论文部分内容阅读
随着通信技术的迅速发展,具有超宽带及传输速度快等优点的超宽带通信系统得到了广泛应用。天线作为通信系统中必不可少的收发关键设备,也常常需要具备超宽带的性能。本文主要以超宽带的电流片阵列天线作为研究方向,对天线的超宽带原理进行分析并在此基础上进行双极化电流片阵列天线的设计,具体研究内容概括如下:1、详细阐述利用偶极子单元间紧耦合结构展宽天线带宽的原理。在2×2的电流片阵列天线基础上对其辐射及馈电结构进行改进,将常用的同心馈电式双极化辐射单元交错排列以组成新的阵列,相比原天线其馈电端口及振子数量减少一半。利用电磁仿真软件HFSS进行仿真。仿真结果表明天线的-10dB阻抗带宽约为110-930MHz,相对带宽达到158%。天线尺寸为30.5cm×30.5cm×15.2cm,其中天线单元与反射板之间的距离为15.2cm,约为最小工作频率对应波长的1/18。天线在工作频带内交叉极化电平小于-30dB,增益随频率升高而增大,最大可达6dBi。随后在仿真基础上进行加工测试,测试结果与仿真结果基本吻合。2、结合紧耦合结构对应的等效电路,应用ADS及HFSS对单极化的无限电流片阵列模型进行仿真分析,并通过参数扫描得到阵元不同的结构参数对天线性能的影响。在小型化阵列天线基础上设计一种8×8的双极化电流片阵列天线,并利用HFSS进行建模仿真。在驻波特性不佳的情况下对阵列进行截断处理,边缘加载电阻以及上层配置介质层的方法有效改善阵列在中高频段的驻波特性,结果表明在驻波比小于3的条件下阵列带宽达到100-820MHz,并具有良好的辐射性能。