宽带小型化扼流结构及其天线应用研究

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随着无线通信事业的发展和对高质量信息传递的依赖,对天线也提出了越来越高的要求。人们在致力于提高天线自身性能的同时,不得不把一部分精力转向天线与馈电线的匹配技术上的研究。而天馈系统的匹配中的一个重要内容就是平衡-不平衡转换。本文基于平衡理论设计了新型宽带小型化扼流结构,并研究了扼流结构对套筒天线性能的影响。所取得的主要成果可概括为:1、简要概括了平衡理论和平衡器的发展状况,分析了不平衡馈电对天线性能造成的不利影响,为本文新型宽带小型化扼流结构的设计提供了基础。2、提出了宽带小型化扼流结构的设计思路,形成了完整的设计方法,具有普适性。并成功用此方法设计了UHF/VHF宽带小型化扼流结构。搭建了实验测试平台,通过传输系数S21量化分析了宽带扼流效果。扼流结构通过十对L型的开槽实现宽带化要求,又通过加载集总电容减小了整个结构尺寸。实验表明,此扼流结构能在250-400MHz的带宽内对同轴线外导体外表面上的寄生电流起到-10dB的扼流效果。3、研究了扼流结构对非对称偶极天线振子上的电流的影响,进而讨论了对天线性能的影响。结果证明,在较长的臂上,距离馈电点等于短臂长度的位置上加载扼流结构后,整个非对称偶极天线的性能类似于对称偶极天线性能。4、设计了无地面的套筒单极子天线。理想状态下,由于平衡馈电,天线辐射方向图为水平全向。在实际情况下,由于馈线外导体外表面上电流的影响,使天线方向图畸形,阻抗失配。在馈电线上加载了扼流结构后,由于抑制了馈电线上寄生电流的存在,天线辐射特性以及阻抗特性均有较大的改善,数值分析和测试结果都表明扼流结构的有效性。
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