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本文主要围绕大带宽、小尺寸天线展开系列研究工作。首先在检索国内外相关领域的最新研究动态和我们研究项目的前期工作基础上,提出了采用高介电常数陶瓷天线与光子带隙结构相结合的手段来设计小型化WCDMA移动终端天线的新方案,完成了实际天线样品的制作,并通过对天线方向图仿真、输入端反射系数等参数的实测优化,进一步完善了此方案的实施技术.
论文中实际天线的设计制作还成功地将近年来发展迅速的光子带隙(PBG,Photonic Band-Gap)技术,应用到了所设计的陶瓷天线接地板上,在谐波抑制、带宽、尺度控制等方面取得了一定进展。陶瓷天线样品尺寸只有3cm×3cm,是普通同频微带天线尺寸的15%,可直接放入移动终端中。
研究工作是从利用专业软件对常用通信系统(EGSM、DCS和PCS)微带天线进行仿真设计入手的,然后针对WCDMA通信系统实际需求设计出了陶瓷天线,最后加工制作出一款陶瓷天线样品并进行实验测试和比较分析。实验结果表明,陶瓷天线E面和H面的方向图在WCDMA收发频段(1920MHz~2170MHz)都可获得较好的辐射幅度,并保持了陶瓷天线大角度的辐射方向,验证了理论构思和设计的正确性。
在基本设计的基础上,本文还讨论了此类天线的实现最大功率传输技术,成功地设计了低成本的π型匹配网络。通过测试实际匹配后的陶瓷天线样品的反射系数S11可知,S11在1910MHz~2400MHz内小于-10dB,工作带宽可达490MHz,工作频带内的最小回波损耗可降低到-39.75dB,完全覆盖了目前WCDMA的收发频段。本文设计的陶瓷天线达到了大带宽、小尺寸的基本要求,所实现的技术和性能指标也达到了WCDMA系统移动终端的天线设计要求,具有广阔的商用前景。