s波段宽带全向圆极化天线的设计

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1、硕士学位论文S波段宽带全向圆极化天线的设计DESIGNOFS-BANDWIDEBANDOMNIDIRECTIONALCIRCULARLYPOLARIZEDANTENNA谷海川哈尔滨工业大学2016年6月国内图书分类号：TN828.6学校代码：10213国际图书分类号：654.1密级：公开工学硕士学位论文S波段宽带全向圆极化天线的设计硕士研究生：谷海川导师：宗华申请学位：工学硕士学科：电磁场与微波技术所在单位：电子与信息工程学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN8

2、28.6U.D.C:654.1DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringDesignofS-BandWidebandOmnidirectionalCircularlyPolarizedAntennaCandidate：HaichuanGuSupervisor：HuaZongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectromagneticFieldandMicrowaveTechnologyAf

3、filiation：SchoolofElectronicsandInformationEngineeringDateofDefence：June,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要本文主要对S波段低剖面单馈宽带全向圆极化印刷天线进行研究和设计。对于卫星通信和无线通信而言，S波段是其最常用的频段之一。由于全向天线较传统的定向天线可以提供更大的信号覆盖范围，全向天线能保持车载设备或者移动终端与周围不

4、同方位角的目标进行实时通信。圆极化天线可以有效抑制多径衰落和极化失配带来的损耗，以保证信号传输的稳定性。同时，由于印刷天线的低剖面、易共形、易集成和低成本等优点，其应用前景十分广阔。宽带全向圆极化印刷天线将低剖面、宽频带、全向性和圆极化这几个优良的天线特性结合在一起，这将有效提高通信基站或者移动终端的空间利用率和降低其天线开发的成本。就目前情况来看，制约该类天线应用的主要问题是其阻抗带宽和轴比带宽过窄。可以预见，低剖面宽带全向圆极化印刷天线将在未来的无线通信领域扮演不可或缺的角色。本文首先研究了全向圆极化印刷天线的

5、基本理论。对圆极化天线的基本概念和微带天线分析方法进行了具体的阐述和分析。对全向圆极化天线的基本实现方法和圆极化印刷天线的宽频带技术进行了深入的理论探讨。本文主要涉及了三种单馈宽带全向圆极化印刷天线。第一种是正交双缝隙型宽带全向圆极化印刷天线。该天线剖面较低，且实现了宽带水平全向圆极化特性。文中对该类天线的性能指标进行了阐述和分析，对该天线的敏感参数进行了相关的理论和仿真分析。最后，对该天线全向圆极化和宽频带的工作原理进行了深入研究。仿真结果表明，该天线在2.19GHz~2.60GHz的频率范围内实现了反射系数<-

6、10dB、轴比<3dB、增益>1dB的特性。第二种是L型加载改进地板的宽带全向圆极化印刷天线。该天线满足了低剖面宽带全向圆极化的特性。文中对该天线的敏感结构参数进行了仿真分析和研究，之后对该天线宽带全向圆极化的原理进行了深入的仿真和理论分析。仿真结果表明，该天线在2.18GHz~2.62GHz的频率范围０内实现了俯仰角θ=20的平面内在反射系数<-10dB、轴比<3dB的特性。第三种是F型加载改进地板的宽带全向圆极化印刷天线。该天线是在第二种天线结构上的改进，以改变该天线的全向圆极化最优的平面的俯仰角。文中对该天线

7、与第二种天线的性能指标进行了对比，并在理论上解释了该天线较第二种天线具有更好的全向辐射特性的原因。最后，制作了实物并进行了测试，将仿真结果与实物测试结果进行了对比和分析。测试和仿真结果表明，该天线在2.20GHz~2.62GHz的频率０范围内实现了俯仰角θ=30的平面内在反射系数<-10dB、轴比<3dB、增益>3dB的-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文特性，基本满足了我们所提出的技术指标要求。关键词：全向天线；圆极化；宽频带；印刷天线-II-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractThearticleco

8、ncentratesonresearchanddesignofS-bandlow-profilesingle-fedomnidirectionalcircularlypolarized(CP)printedantennas.S-bandisthemostusedfrequencybandforsatellitecommunicationandwireless