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天线是无线通信系统中重要的部件之一。随着电子技术的发展和人们生活水平的提高，通信系统正在向着宽带化、集约化的方向发展，这就相应的要求天线发展宽带和多频带的技术。本论文结合各种无线通信系统的需求，围绕具有旋转对称特性的全向天线、单极对数周期天线、数字电视和移动通信系统中宽带天线，宽带宽波束圆极化天线几个问题进行研究。作者的主要工作和成果可以概括为：
1.研究了一种快速精确分析具有旋转对称特性的全向宽带天线的新方法。利用结构对称特性，建立圆环剖分的分析模型，采用粗圆柱线天线快速精确计算模型和正弦插值基函数，将天线利用矩量法分析计算。计算天线的输入阻抗和辐射方向图，并与实验结果及商业软件仿真结果进行了对比，结果表明该方法具有很高的计算效率和精确度。本方法为此类天线的优化设计打下了基础。
2.优化设计了两种全向宽带天线。第一种采用双锥天线的形式，通过巧妙地加入短路枝节和套筒结构，改善天线的输入阻抗，从而可以使天线在所需频带内很好的满足设计要求；第二种采用锥形加顶的单极套筒天线形式。利用遗传算法和上述快速算法相结合，对天线结构参数进行优化设计，计算和实验结果表明此方法具有很好的实用性。
3.研究了一种差分进化算法和粒子群算法相结合的全局优化算法。以差分进化算法为主体，利用粒子群算法对差分进化中的变异过程进行干扰，增加向最优个体变异的变量。利用几种常用检测函数对该算法进行检测，结果表明此算法的收敛效率明显高于差分进化算法和粒子群算法。
4.研究并优化设计单极对数周期天线。对对数周期天线的馈电方式进行研究并给出电路模型，证明对数周期偶极天线交叉馈电的必要性。利用在馈线上加载开路枝节的方法设计单极对数周期天线，并通过优化算法和矩量法相结合，优化设计单极对数周期天线的重要结构参数，完成单极对数周期天线的设计。另外，为了与天线在不同频率要求不同增益的实际工程应用相结合，改进优化算法中的目标函数，使天线在整个频带内的增益具有一定的斜率特性。实验结果与优化设计结果吻合良好。
5.研究了几种用于数字电视和移动通信领域的宽带天线。研究了一种覆盖DTV和GSM频段的平板型全向宽带天线；一种覆盖DTV，GSM以及第三代移动通信频段的平板型双频全向宽带天线；一种覆盖DTV，GSM以及第三代移动通信频段的组合复用型宽带吸顶天线；一种覆盖DVB-H频段，具有波束赋形效果的低剖面宽带天线；一种覆盖DTV，第二、第三代移动通信频段以及WLAN频段的低剖面宽带盘锥天线。文中给出了各种天线的仿真与测试结果以及实物照片。
6.研究了两种宽带宽波束圆极化天线。采用圆台地面和在地面加寄生振子的方法展宽天线的波束宽度。详细分析了各种主要参数对天线电性能的影响，根据分析结果实际制作并调试了两副宽带宽波束圆极化天线，并进行了实际测试。测试结果和仿真结果表明，本文所提的设计方法对宽带宽波束圆极化天线的设计具有一定指导意义。