【摘 要】
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随着通信系统工作频段的不断增加,仅能工作在微波频段的多频天线将难以同时满足未来高速微波和毫米波无线通信应用的需求。现有的多频天线大多只能工作于微波波段或毫米波波段,因此研究设计可同时工作于微波和毫米波频段的大频率比多频天线对未来通信应用具有重要的实际应用价值。本文基于微带和基片集成波导技术设计了几款大频率比多频天线,工作如下:1、通过分开设计微波和毫米波天线,然后将两个天线水平组合在一起来实现大频
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随着通信系统工作频段的不断增加,仅能工作在微波频段的多频天线将难以同时满足未来高速微波和毫米波无线通信应用的需求。现有的多频天线大多只能工作于微波波段或毫米波波段,因此研究设计可同时工作于微波和毫米波频段的大频率比多频天线对未来通信应用具有重要的实际应用价值。本文基于微带和基片集成波导技术设计了几款大频率比多频天线,工作如下:1、通过分开设计微波和毫米波天线,然后将两个天线水平组合在一起来实现大频率比的方法,我们设计了两款大频率比四频天线。其中一款是工作于2.4GHz、5.2GHz、11.8GHz和60GHz频段的大频率比四频微带天线。该天线由工作于11.8GHz、60GHz频段的微带网格阵列天线和工作于2.4GHz、5.2GHz频段的倒F天线组成,均采用同轴馈电的方式进行馈电。另一款是工作于2.7GHz、5.3GHz、8GHz和60GHz频段的大频率比四频缝隙天线。该天线由工作于8GHz和60GHz频段的微带网格阵列天线和工作于2.7GHz和5.3GHz的缝隙天线组成,网格天线采用同轴馈电的方式进行馈电,缝隙天线采用微带馈电。2、通过功能复用和结构复用的方法来提高大频率比天线的性能和缩小天线的尺寸,我们设计了两款基于SIW的大频率比背腔天线。其中一款是工作于3.3GHz、5.2GHz和33GHz频段的基于SIW的大频率比背腔天线。该天线由工作于33GHz频段的SIW背腔缝隙天线和两个分别工作于3.3GHz、5.2GHz频段的贴片与半圆形SIW腔混合天线组成。SIW背腔缝隙天线采用同轴馈电的方式进行馈电,而两个混合天线则采用50Ω共面波导(GCPW)作为馈电元件,其末端接有一个50Ω的微带线。通过进一步改进,使得SIW缝隙背腔天线与两个混合天线共用一个贴片进行辐射,从而得到另外一款基于SIW的大频率比三频天线。3、通过结构复用的方法来提高大频率比天线的性能和缩小天线的尺寸,设计了一款工作于3.4GHz、26GHz频段的大频率比混合天线。该天线由工作于26GHz频段的网格天线和工作于3.4GHz频段的混合天线组成。在毫米波频段,通过同轴馈电的方式对网格天线进行馈电,使得网格天线单独进行工作。在微波频段,利用耦合效应,用半圆形腔激励出网格贴片的TM010模,从而增加混合天线的带宽和增益。
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