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用于室内短距离数据传输的超宽带天线设计

作　者: 高正隆
导　师: 阮成礼
学　校: 电子科技大学
专　业: 无线电物理
关键词: 超宽带 微带天线 平面槽天线 平面单极子天线
分类号: TN822.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


近年来,超宽带(UWB)无线技术已经成为无线通信领域内极具竞争力和发展前景的热门技术之一。根据2002年美国FCC提出的规定,UWB通信频段为3.1-10.6GHz,此频段内的发射功率不得高于-41.3dBm/MHz,该规定对发射功率进行了限制,从而短距离范围的无线数据传输将成为了超宽带无线技术应用的重要领域。超宽带无线系统相对传统无线系统有很多优点如:系统结构简单,数据传输率高等,但是由于其极大的带宽,对天线的设计提出了更高的挑战。本文主要是研究用于室内短距离数据传输的超宽带平面结构天线。第一章首先简单介绍了本论文的课题背景及研究意义,超宽带天线的理论,微带天线的一些基础理论以及本文所使用的仿真软件。对于超宽带天线的理论研究中主要分析了超宽带天线的频域特性以及时域特性以及一些在超宽带天线设计中需要得到重视的参数。第二章是本文的重点,设计了一种小型超宽带平面槽天线,并采用了两种不同的馈电方式即微带馈电以及共面波导馈电结构,并对两种馈电方式进行了比较,通过实际测试对比发现,在天线小型化过程中共面波导结构比微带结构更好。第三章借鉴了Vivaldi天线的指数渐变槽结构设计了一个超宽带平面单极子天线,能够在较小的尺寸,结构简单的条件下,实现带宽、增益、方向图均能满足超宽带无线技术中短距离数据传输对天线的要求。第四章重结了本文的主要工作和创新点,并对未来的工作给予了展望。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-22
  1.1 课题研究的目的和意义  8-9
  1.2 超宽带天线概念  9-10
  1.3 超宽带天线理论  10-15
    1.3.1 超宽带天线的频域特性  10-11
    1.3.2 超宽带天线的时域特性  11-12
    1.3.3 超宽带天线参数  12-15
  1.4 微带天线设计基础  15-20
    1.4.1 微带天线的优缺点  15-16
    1.4.2 矩形微带贴片天线辐射原理  16-19
    1.4.3 影响微带天线带宽参数研究  19-20
  1.5 超宽带天线的研究方法  20
  1.6 仿真软件  20-21
  1.7 本文内容安排  21-22
第二章 超宽带平面槽天线设计  22-42
  2.1 平面超宽带天线的馈电方式  22-23
    2.1.1 微带式馈电  22-23
    2.1.2 共面波导式馈电  23
  2.2 超宽带平面槽天线技术  23-25
  2.3 采用微带馈电的平面槽天线设计  25-28
    2.3.1 微带馈电天线结构  25-26
    2.3.2 仿真结果与测试结果对比  26-27
    2.3.3 误差分析  27-28
  2.4 共面波导馈电平面槽天线  28-31
    2.4.1 共面波导馈电天线结构  28-29
    2.4.2 仿真结果与测试结果对比  29-31
    2.4.3 误差分析及与微带馈电结构对比分析  31
  2.5 共面波导馈电平面槽天线分析  31-39
    2.5.1 谐振结构分析  32-33
    2.5.2 天线的时域特性分析  33-35
    2.5.3 天线结构参数分析  35-39
  2.6 天线的增益与辐射特性  39-41
    2.6.1 天线增益  39
    2.6.2 天线辐射特性  39-41
  2.7 本章小结  41-42
第三章 超宽带平面单极子天线设计  42-56
  3.1 平面单极子天线介绍  42-44
  3.2 超宽带平面单极子天线设计  44-48
    3.2.1 行波天线结构  44-45
    3.2.2 超宽带单极子天线结构  45-46
    3.2.3 仿真与测试结果对比  46-47
    3.2.4 误差分析  47-48
  3.3 超宽带平面单极子天线分析  48-53
    3.3.1 天线电流分析  48-50
    3.3.2 天线时域特性分析  50-52
    3.3.3 天线结构参数分析  52-53
  3.4 天线增益与辐射特性  53-55
    3.4.1 天线增益  53-54
    3.4.2 天线的辐射特性  54-55
  3.5 本章小结  55-56
第四章 结论与展望  56-58
  4.1 本论文的主要工作和创新点  56
  4.2 未来工作展望  56-58
致谢  58-59
参考文献  59-61
攻硕期间取得的成果  61-62

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线电设备、电信设备 > 天线 > 天线：按波段和波的传播方式分 > 宽频带和超宽频带天线
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