用于移動通信的新型寬帶全向圓極化天線研究
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3 結(jié)果與分析
根據(jù)仿真結(jié)果制作了天線模型，如圖2(a)所示。四個矩形環(huán)天線印制在介電常數(shù)為3.2的柔性介質(zhì)板上，選取介質(zhì)材料Panasonic R-F775, 厚度為0.05mm，以便于彎曲成柱形；寬帶巴倫結(jié)構(gòu)印制在介電常數(shù)為2.2的介質(zhì)板上，選取介質(zhì)材料Taconic TLY-5,厚度為0.8mm，通過同軸線在中心饋電，如圖1（c）中“饋點(diǎn)”；最后將巴倫結(jié)構(gòu)和輻射環(huán)在主輻射環(huán)中部焊接以保證其良好的導(dǎo)電性能。此外，在天線制作過程中利用泡沫固定金屬反射柱使其鑲在柔性介質(zhì)柱內(nèi)部，同時泡沫還起到了加固空心介質(zhì)柱的作用。
首先，在沒有金屬反射柱的情況下對天線進(jìn)行了仿真分析，圖3給出了回波損耗和軸比性能。增加了金屬反射柱后，回波損耗-頻率特性和軸比-頻率特性如圖3所示。觀察圖3（b）可知金屬反射柱對天線的軸比性能產(chǎn)生很大的影響。測試表明此天線結(jié)構(gòu)在39.2% (1.68 GHz-2.52 GHz)的頻帶范圍內(nèi)回波損耗大于10dB，在35.3% (1.75 GHz-2.5 GHz)的頻段范圍內(nèi)軸比小于4dB。由于制作工藝和測試場地的限制，測試結(jié)果和仿真結(jié)果存在一定的差異。
圖4給出了測試得到的在水平面上的輻射方向圖，從圖中可看出此全向圓極化天線在低頻端（1.75GHz）和高頻端（2.45GHz）均具有良好的全向特性和軸比特性。
在研究了單元天線的基礎(chǔ)上，本論文進(jìn)一步對高增益天線陣列做了研究，以滿足現(xiàn)代移動通信對增益的要求。圖2 (b) 給出了四單元天線陣模型。
(a) (b)
圖2 天線單元和四單元天線陣模型 (含饋電結(jié)構(gòu))
圖3 仿真和測試結(jié)果 （a）回波損耗 （b）軸比
圖4 水平面方向圖（a）1.75GHz （b）2.45GHz
4 結(jié)論
本文給出了一種用于移動通信的寬帶全向圓極化天線的設(shè)計方法。通過增加金屬反射柱大大改善了天線的圓極化性能，寬帶巴倫饋電結(jié)構(gòu)保證了寬頻帶內(nèi)的阻抗匹配。仿真和測試表明此全向圓極化天線的帶寬約為35%。此外，此天線結(jié)構(gòu)還具有小截面、低制作成本，便于實現(xiàn)天線陣列等優(yōu)點(diǎn)，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。
參 考 文 獻(xiàn)
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通信相關(guān)文章:通信原理
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