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天线的多频化、宽带化可以有效减少通信系统的天线数量,降低生产成本,实现通信设备的小型化和多功能化等。双极化天线作为极化分集技术的一种重要应用,可以有效对抗多径衰落、提高频谱利用率、增加通信系统容量。全向天线可以覆盖水平面各个方向,因此在广播电视、移动通信基站、室内分布式系统、WLAN、卫星通信、高速车辆/飞行器等无线通信领域有着广泛应用。在高速车辆/飞行器等高速场景应用中,首先,天线的横截面应该尽可能小,或者天线适合封装在具有流线型外形的天线罩来抵抗强大风阻;其次,天线结构应该尽可能紧凑、小型化以及低剖面,或者适合嵌入式安装,而当前所存在的一些多频、宽带双极化全向天线不适合应用在高速场景中。本文提出了一类新型多频、宽带缝隙双极化全向天线,适合于高速车辆/飞行器应用。论文主要研究工作如下:1.提出了一种工作在2.4GHz ISM频段(2.4-2.5GHz)、5GHz Wi Fi/WLAN/ISM频段(5.1-5.8GHz)的双频垂直/水平双极化全向天线,该天线为开缝的金属结构:双频水平极化全向辐射由一条垂直缝隙和一段开有U形槽的弯曲状馈电贴片实现,双频垂直极化全向辐射由两条长短不一的水平弯折缝隙和一段弯折馈线实现。实测结果表明该双频双极化全向天线的10-d B回波损耗带宽在低频段的相对带宽为7%(2.34-2.50GHz)和在高频段的相对带宽为15.5%(5.06-5.91GHz),工作频段内隔离度优于35d B,全向辐射性能良好。2.提出了一种三频垂直/水平双极化全向天线。在双频垂直/水平双极化全向天线的工作原理基础上,通过引进新的馈电枝节来形成新的谐振点,从而得到了一种三频垂直/水平双极化全向天线。该天线利用垂直缝隙和由矩形金属贴片、1/4椭圆金属贴片、L形金属贴片组成的开有两条水平槽的折叠馈电贴片实现三频水平极化全向辐射,利用两条长短不一的水平弯折缝隙和由Y形金属贴片、三个大小不一的矩形金属贴片、L形金属贴片组成的环路馈电贴片实现三频垂直极化全向辐射。实测结果表明该三频双极化全向天线的10-d B回波损耗带宽可完全覆盖我国无人驾驶航空系统频段(840.5-845MHz,1430-1444MHz,2408-2440MHz),工作频段内隔离度高于35d B,且在水平面都有良好的垂直和水平双极化全向辐射性能。3.提出了一种5G高隔离度宽带垂直/水平双极化全向天线,包括开缝的金属腔体和两部分金属馈电贴片。宽带水平极化全向辐射由喇叭状金属腔体的垂直缝隙和一段弯曲状馈电贴片实现,宽带垂直极化全向辐射由梯形金属腔体的水平弯折缝隙和一段类似“中”字形的馈线实现。实测结果表明该宽带双极化全向天线具有的10-d B回波损耗相对带宽为52.8%(3.01-5.17GHz),覆盖频段范围内隔离度优于41d B,全向辐射性能良好。论文通过对多频、宽带垂直/水平双极化全向天线的深入系统研究,丰富了多频、宽带双极化全向天线理论和设计方法,为工程应用提供了设计思路和数据参考。