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近些年来,随着无线通信技术日新月异的发展,人们对与之相适应的通信设备的要求日益提高,这就要求天线具有小型化、宽带化等特点。有源天线通过将有源器件和辐射单元的结合可更好地满足这些要求,同时还可在一定程度上提高接收系统的灵敏度,实现功能的多样性,并在通信、雷达和导航系统等领域中展示出了广阔的应用前景。论文鉴于有源天线研究的重要意义进行选题并研究,本文研究内容主要包括: (1)WLAN频段有源天线的设计。该设计主要由低噪声放大器电路和天线单元两部分构成。根据指标要求设计了一款工作在WLAN(2.4~2.5GHz)频段的低噪声放大器,仿真结果表明,放大器电路工作频段为2.24~2.68GHz,在设计频段内,输入端反射系数小于-10dB,增益大于12dB,增益平坦度小于0.5dB,噪声系数小于1dB,电路绝对稳定。接着,分别采用侧馈和同轴背馈设计出两款WLAN频段天线单元,并分析了天线单元的结构参数变化对其反射系数和输入阻抗的影响。完成WLAN频段有源天线的设计,仿真结果表明,相比于无源天线单元,有源天线的阻抗带宽展宽为2.26~2.69GHz。 (2)S波段有源天线单元的设计。基于晶体管ATF-34143设计了一款工作在2.2~2.3GHz频段的单级低噪声放大器。联合仿真结果表明该放大器电路具有很低的噪声系数,噪声系数小于0.5dB,增益大于10dB。为满足设计指标要求,在单级电路基础上,进行级联设计,完成两级低噪声放大器设计。电路在设计频段内,端口反射系数均小于-10dB,噪声系数小于1dB,增益大于20dB,增益平坦度小于1dB,电路的输入输出匹配特性和稳定性良好,低噪声放大器电路的测试结果基本满足设计指标要求。将单级低噪放电路与天线单元进行集成,完成S波段有源天线的设计。在2.2~2.3GHz设计频段内,天线S11小于-10dB,从而验证了此前设计的正确性。 (3)S波段有源阵列天线的设计。将S波段天线单元通过阻抗变换网络进行组阵,设计出两款2×2单元阵列天线作为有源阵列接收天线。在ADS软件中,将低噪声放大器电路分别与阵列天线集成,进行S参数仿真。结果表明,与无源阵列天线相比,有源天线可在一定程度上展宽天线带宽。