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宽带分形阵列天线的设计及其EMC分析

作　者: 许文静
导　师: 李媛
学　校: 天津大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 微带天线宽带分形缝隙结构电磁兼容
分类号: TN820
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 62次
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内容摘要

本论文结合973项目基带处理与天线协同,侧重对宽带分形天线进行了研究。提出了扩展带宽方案以及频率可重构的方案,并设计了一种分形阵列,简单讨论了分形单元间的耦合问题,为分形天线和可重构天线以及天线间耦合问题提供了较好的研究基础。本文简要介绍了分形天线和电磁兼容的产生背景以及国内外研究现状,对天线的辐射机理进行了介绍,并且介绍了微带天线基本理论和相关技术,重点包括微带天线的辐射机理、分析方法、馈电技术、宽带技术、小型化技术和可重构技术。接下来介绍了分形的概念和特点,介绍了几种常用的分形结构及其相应分形天线的辐射特性、分形天线阵列的一些相关知识和分形天线的发展趋势。首先通过理论分析和软件数值仿真,分析了外圆内一阶分形缝隙天线参数变化对其性能的影响,并通过仿真验证了文中提出的一种扩展天线带宽的方法,此方法可将天线带宽提高将近6倍。然后对可重构天线其中的一种形式――频率可重构天线做了进一步的探索,根据天线频率可重构形成的基本原理,在前面优化出来的宽带天线基础上引入了三个MEMS开关。通过改变开关的状态,天线能工作在三个频段,间接的扩展了天线工作带宽。文章在设计出的超宽带分形天线的基础上设计了新型的分形阵列,并对其阵元之间的耦合做了初步分析。在介绍了前面各部分的基础上,本论文在最后部分对课题阶段所做的工作进行了总结,并对后续研究工作进行了展望。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 课题背景  7-9
    1.1.1 分形天线  7-8
    1.1.2 电磁兼容  8-9
  1.2 本文主要贡献及内容安排  9-11
第二章微带天线基本理论  11-22
  2.1 微带天线理论基础  11-17
    2.1.1 微带天线种类和结构  11-12
    2.1.2 微带天线的辐射原理及分析方法  12-16
    2.1.3 微带天线的优缺点  16-17
  2.2 微带天线相关技术  17-22
    2.2.1 馈电技术  17-19
    2.2.2 宽带技术  19-20
    2.2.3 小型化技术  20-22
第三章分形天线  22-32
  3.1 分形简介  22-24
  3.2 常用的分形天线  24-29
    3.2.1 Koch 分形曲线  24-26
    3.2.2 Hilbert 分形天线  26-27
    3.2.3 Sierpinski 分形天线  27-29
  3.3 分形阵列  29-32
第四章新型分形缝隙结构天线分析  32-47
  4.1 结构理论分析  32-34
  4.2 仿真分析  34-37
    4.2.1 分形天线的构造  35
    4.2.2 辐射特性分析  35-37
  4.3 进一步改善天线性能的方法  37-47
    4.3.1 外圆内二阶分形  38-42
    4.3.2 引入MEMS 开关构造频率可重构天线  42-47
第五章分形阵列天线设计及其电磁兼容性初步分析  47-62
  5.1 天线磁兼容性问题  47-48
  5.2 矩量法  48-53
    5.2.1 矩量法的基本思想  48-50
    5.2.2 矩量法求矩阵阻抗  50-53
  5.3 二元天线阵的偶和分析  53-55
  5.4 六元分形天线阵电磁兼容性分析  55-61
    5.4.1 基于Weierstrass 函数的分形天线阵  56-58
    5.4.2 仿真结果分析  58-61
  5.5 小结  61-62
第六章结束语  62-63
参考文献  63-67
发表论文和参加科研情况说明  67-68
致谢  68

宽带分形阵列天线的设计及其EMC分析

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