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本论文研究天线的小型化技术和宽频带特性,包括理论分析和实验验证,提出了多种与主题相关的设计方案,注重面向工程应用。 第一章中,首先回顾了近年来有关天线小型化与宽频带技术的研究进展,由此可知,天线的宽频带与小型化设计是当今世界性的热点研究课题。分析表明,尽管近年来在这一领域已经取得很大进展,但是尺寸和带宽仍然是制约通信系统最小化的主要障碍。天线尺寸减小意味着天线其它性能如带宽和效率的降低,小型化设计需要在所有的参数中寻求折衷,在这一领域有许多难题急待解决。因此,本课题的研究具有重要的理论和应用价值,反映了当今通信领域的前沿。 第二章中首先概述了有限元法的基本理论。运用这种数值方法,研究了一些有限长尺寸锥天线的阻抗特性和方向图特性,包括不等臂长对称锥、非对称锥以及盘锥等。在此基础上研究了有限长具有椭圆横截面的双锥以及有限长V锥天线。通过比较分析,获得了天线性能随不同几何参数的频率变化规律,特别是宽频带特性的频变规律。根据锥形天线的特点以及全向辐射的要求,设计了一种结构新颖适合于工程应用的由宽角实体锥与导线锥相结合的宽频带全向天线。 第三章对一些单极子天线的小型化与轻型化问题进行了研究。首先描述了矩量法在天线计算中的理论方法,运用这种方法,详细研究了一种线锥单极子天线,深入讨论天线的阻抗特性随线元根数、锥角、馈电间隙、线径等几何参数的频变关系。设计了一种实用型的线锥单极子天线,在S11<-15dB范围内,工作频率介于0.85GHz～2.44GHz之间,具有较为理想的超宽频带特性。本章的另一项研究是关于电小平面型单极子天线。通过比较分析,获得了天线在总高度一定的条件下,阻抗随锥角、宽度、孔间距等几何参数的变化规律,所得到的结论为电小天线的轻型化设计提供了参考依据。设计了一种用双杆作辐射体的平面组合单极子天线,具有结构简单、尺寸小、频带宽等诸方面的优点。 第四章中研究了如何将弯折线技术和分形技术引用到天线的设计中。首先对分形天线的基础知识、构建方法、仿真系统进行了描述。构建并研究了三种类型的天线,即倒L分形天线、双弯折线天线和双Koch分形天线。这些天线被证明在减小天线的谐振频率和降低天线的高度或长度方面具有非常优越的性