适用于多种无线移动通信系统的单极子贴片天线设计

在现代无线通信中，由于受空间限制，室内基站急需一种有着超宽工作带宽和低剖面的天线来满足其所有服务要求。尽管传统的线单极子天线有着圆锥形的辐射方向图，从而可以在室内环境里同时服务多位移动通信用户，但是这种天线有着工作带宽较窄和剖面较厚的缺点。而平面单极子天线虽然能解决工作带宽较窄的问题，但它的剖面厚度却和线单极子一样厚，并且随着工作频率升高，它的水平面远场方向图更不能保持全向型辐射。因此,我們設計了一种新型的超宽带单极子贴片天线，与传统的线单极子天线相比，它拥有超宽的工作频带和较低的剖面厚度。而且它的整体性能也比文献中其他有相似剖面厚度的平面单极子天线要好。所以在这个项目中我们对这种天线做了更进一步的研究。我们将设计、制作并测试一系列拥有不同特性的超宽带单极子贴片天线，包括拥有极宽工作频带的和拥有双工作频带的。同时我们还将研究能有效减少天线大小的技术，并努力改善天线在水平方向上的辐射。

在现代无线通信中，很多无线通信系统被成功开发和应用。诸如全球移动通信系统（GSM）、数字蜂窝系统（DCS）、全球卫星定位系统（GPS）、无线局域网（WLANs）、WI-FI、Hiper-LAN、超宽带（UWB）、RFID、第四代移动通信系统等，为了保证通信的联通性、稳定性和数据率等性能，就需要更多的不同特征的天线，更重要的是对天线的尺寸要求更小、带宽更宽。在本研究中，课题组设计了多款分别适用于基站天线、RFID、WI-FI、UWB、LTE通信等多种无线移动通信系统的天线，并对天线特性做了更进一步的研究。设计、制作并测试一系列拥有不同特性的超宽带贴片天线，包括拥有极宽工作频带的、拥有双频带的和印刷型的。在此基础上，结合4G技术发展，开展了LTE天线的研究和Wi-Fi天线的研究。同时，我们还研究了能有效地提高天线带宽的方法、减少天线大小的技术和改善了天线在水平方向上的辐射。项目研究成果已发表包括IEEE Transactions on Antennas and Propagation在内的13篇学术论文，其中1篇会议论文获得IEEE iWEM2013优秀会议论文三等奖；申请了专利两项，这些研究成果对完善天线设计具有重要意义，同时，也对实际无线移动通信系统中天线研究具有参考意义。在该项目执行过程中，与国内外进行广泛学术交流，依托项目联合培养学生。