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本学位论文旨在研究新型结构的渐变槽线天线,探索其在移动通信系统中的应用。在传统的对称渐变槽线天线的基础上,根据通信小区基站服务覆盖的对天线方向性图的赋形要求,设计具有特殊辐射效果的非对称渐变槽线天线。传统的基站天线采用沿铅垂面排列的阵列天线,需借助不等幅、不同相的馈电以实现方向性图的赋形综合及优化、由此需设计复杂的专用馈线网络。本文采用的方案则是:改用在铅垂面内水平伸展的渐变槽线式行波天线取代垂直阵列天线,并借助调整两条渐变曲边的线形、在槽线天线接地板上采用抗流结构等手段,实现方向性图赋形的目的,包括:上副瓣的抑制、下零点的填充、以及主向按需适度下倾等。计算机仿真和样品实测的结果都确认了本方案的有效、可行。在中心频率时,实测增益达到11.74 dB,天线的辐射主向沿E-面下倾4°;上半空间的第一副瓣电平低于-19.8 dB,下半空间的零点补充效果明显;有效服务的功率覆盖效率玎η<,c>高于60﹪,良好地利用了辐射功率:同时,天线的水平面(H-面)半功率波束宽度保持在50°~65°范围内,符合实用要求。在3:1的频段范围(5.6~16.8 GHz)内,驻波比小于2:1;在1.6:1的频段范围(9.5~15.4 GHz)内,驻波比小于1.5:1。
在单向赋形非对称渐变槽线天线的基础上,进一步扩展其应用,设计了由单条微带线馈电的双定向的非对称渐变槽线天线,可同时为两个小区提供高覆盖效率的通信服务。该天线的实测结果:在中心频率处,E-面内两个相背的辐射主向各下倾1.5°,半功率波束宽度为约35°,功率覆盖效率η<,c>高达60﹪;H-面波束宽度为50°。在(6.8~11.3GHz)频段范围内,驻波比小于2:1。
最后本文讨论了可赋形非对称渐变槽线天线的其他应用,包括四向或多向天线,以及通过赋形改善微带反射阵或微带传输阵的性能等。