宽带小型化便携式天线研究与设计

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为了更好地适应便携式通信设备宽带化以及轻量化的发展趋势,宽带小型化便携式天线成为天线领域的研究热点。本文依据实际工程需求,针对便携电台(手持电台和背负电台)天线,利用逐点调谐的宽带匹配原理和体加载改善方向图裂瓣的机理,对便携式天线的宽带化小型化技术进行有效研究。主要研究内容如下:1.手持电台天线宽带小型化技术研究。首先,将偶极子整体平移与鹅颈直接相连,形成顶加载结构,进而实现鹅颈复用,有效减小手持电台天线的纵向尺寸。其次,依据工程需求中增益最大值所对应的最低频率设计出天线的初始尺寸。然后,利用软件获取天线的初始阻抗,并采用电路匹配的方法,得到天线的最佳尺寸以及匹配电路的元器件值,由此加工出天线原型和初始匹配电路。最后,采用网络分析仪,读取所关心频带内的真实阻抗值,并针对不匹配频带进行逐点调谐,进而实现整个带宽范围内的匹配。对手持电台天线样机进行加工调试后,测试表明,该天线能够在超过3倍频带宽内实现驻波比小于2.5,且在65.6%的频带内增益达到1.0d Bi以上。2.背负电台天线超宽带小型化技术研究。首先,用单极子天线代替手持电台中的偶极子天线,实现背负电台天线小型化设计。然后,将单极子天线分割成不等长的四小段,对相邻两段分别采用特定RLC并联方式实现体加载,使分段单极子天线在整个频段内水平方向图裂瓣得到改善,并且输入阻抗趋于恒定值。最后,采用传输线变压器,对分段单极子天线进行整体匹配,增强天线带宽。对背负电台天线样机加工调试后,测试表明,该天线能够在超过22倍频带宽内实现驻波比小于2.3,且在67.5%的频带内增益达到-5d Bi以上。
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