与基本结构偶极子天线相比,八木天线具有增益/方向性高、易于安装和成本低等优点。自1926年被发明以来,八木天线得到了广泛应用。为了提高八木天线增益,可以增加引向器个数;为了提高八木天线的带宽,可以增加振子半径、采用套筒振子、引入多模谐振,等等。然而同时实现宽带化和高增益设计,始终是八木天线设计的挑战性难题。近期研究发现,与一维半波振子相比,二维全波振子不仅能够带来宽带高增益性能,而且还能保持波束内的低交叉极化性能。论文采用二维扇形全波振子,设计实现结构简洁、体积小巧的宽带高增益八木天线,具体贡献如下:1.设计过程从一个全波长二维扇形主振子,一个全波长扇形引向器和一个平面反射器开始。为方便制作,主振子和引向器固定在PCB板上,中心频率设置在2.4 GHz。与传统八木天线不同,所设计的主振子和引向器均为全波长设计,其目的为了提高定向性,提高增益;且主振子和引向器均采用扇形的设计方法,其目的为了实现宽带化设计。2.进一步研究并提高所设计八木天线的性能。为了确定引向器与主振子之间的距离以及引向器的半径和张开角,建立了六点源等效模型:分别在电流分布的波腹点和半功率点取了六个无穷小电流源,再取任一观察点P,可以得到阵因子的表达式。通过MATLAB仿真,发现当主振子和引向器之间的距离为0.024波长时,所得到天线具有更大的前后比,更为优异的性能。由此可见,主振子和引向器之间的密间距设计可能有利于八木天线的方向性增强设计。这与传统的八木天线0.1～0.3波长情况不同,在二维全波长扇形情况下,主振子和引向器的距离会降低至0.024波长。3.最后,设计并制作了所描述的三单元八木天线。为了不失一般性,进一步设计,制作了多种不同种组合的八木天线,并进行了测量,验证了设计方法的有效性。经过实物验证及HFSS仿真,所有天线样品实测与仿真结果都较为一致,证明了六点源模型的正确性,也验证了该天线能够同时实现宽频带及高增益的设计。该设计方法在实际应用中具有很大的潜力,有希望在基站天线中得到使用。