【摘 要】
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随着通信系统愈来愈趋向集成化,传统天线由于尺寸较大,已经不适用于目前的通信系统,天线结构小型化成为目前研究热点之一。为节约空间资源,有效降低天线尺寸,采用一副天线覆盖多个频段的宽带天线备受人们关注。同时,多波束天线能增加通信容量,充分利用频谱资源,缓解基站站址资源紧张等问题,具有重要研究意义。端射天线最大辐射方向处于端向上,能有效抑制通信系统中的多径效应,并解决特殊环境下的通信盲区问题,提高通信质
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随着通信系统愈来愈趋向集成化,传统天线由于尺寸较大,已经不适用于目前的通信系统,天线结构小型化成为目前研究热点之一。为节约空间资源,有效降低天线尺寸,采用一副天线覆盖多个频段的宽带天线备受人们关注。同时,多波束天线能增加通信容量,充分利用频谱资源,缓解基站站址资源紧张等问题,具有重要研究意义。端射天线最大辐射方向处于端向上,能有效抑制通信系统中的多径效应,并解决特殊环境下的通信盲区问题,提高通信质量,且实现端射天线宽带化一直是学者研究重点之一。基于此,本文对天线的小型化、宽带化研究工作如下:首先,提出一款小型化宽带天线。在传统双极化偶极子天线的基础上,通过在介质基板底部加载一个方形环,在低频处引入一个新的谐振点,实现了天线宽带化设计。所设计天线的回波损耗小于-10d B阻抗带宽是50.8%（1.63-2.74GHz）,隔离度大于25d B。最终,该小型化宽带天线结构尺寸是0.408λ0×0.408λ0×0.124λ0,λ0为中心频点所对应的自由空间波长,相较于传统的基站天线具有更小的尺寸,能很好的应用在基站通信系统中。其次,设计一款低剖面多波束天线。该多波束天线工作在2.5-2.7GHz,天线单元剖面高度仅有11mm,其剖面高度远小于传统λ0/4高度,剖面高度的减小在一定程度上实现了天线小型化设计。基于该天线单元所组成的3×4多波束天线阵列,采用微带结构的巴特勒矩阵作为馈电网络实现阵列多波束辐射特性,相较于透镜型多波束天线,具有更小的尺寸。最终实现了波束角偏移为+22°、0°、-22°的三波束天线阵列设计,能很好的缓解信道资源紧张等问题。最后,提出一款具有端射辐射特性的平面电磁偶极子互补型天线。在介质基板底部印刷T型偶极子,等效电偶极子辐射;顶部印刷分段圆环,等效磁偶极子辐射,天线馈电结构被设计在分段圆环的中间部分,采用阶梯阻抗形式,便于调节天线阻抗匹配。对于等效的电偶极子和磁偶极子,两者之间激励幅度相等,相位相差180°,可以实现端射辐射特性,且具有高前后比特性。将模型进行加工测试,实现回波损耗小于-10d B的阻抗带宽是48%（1.66-2.71GHz）。设计的平面端射天线具有高前后比特性,能很好应用在手持移动设备等领域。
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