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可重构天线凭借其能够实时改变天线工作特性的优势,在现代无线通信系统的飞速发展过程中发挥着巨大作用。然而,可重构天线技术的研究还处于发展阶段,许多问题有待进一步地研究并解决。 论文首先介绍了微带天线和八木天线的基本原理,然后介绍了PIN二极管的特点及工作方式,同时设计了其直流偏置电路。最后针对三种形式的天线:微带矩形阵列天线、印刷单极子天线和印刷八木天线,分别进行了频率可重构、方向图可重构和频率方向图复合可重构的研究,并利用PIN二极管分别设计了相应的可重构天线。论文的主要工作如下: 1、分析了在共面波导馈电的印刷单极子天线中,当馈线两边的地板长度变化时天线的频率特性,并提出了通过改变共面波导馈线两边地板的长度,来改变天线谐振频率的方法。在此基础上,设计了一种新型的频率可重构印刷单极子天线。该天线利用PIN二极管的开关特性来改变地板的长度,从而实现了天线的频率可重构功能。由于 PIN二极管焊接在地板上,与天线辐射体不连接,因此,减小了 PIN二极管对天线的影响。 2、首先设计了一种频率可重构微带矩形二元阵天线。该天线两个阵元的尺寸不同,分别对应着两个不同的工作频率。两个矩形贴片与馈电网络不直接连接,而是通过 PIN二极管来连接,控制PIN二极管的导通与截止,就可以选择相应的矩形贴片工作,从而实现频率可重构功能。其次设计了一种方向图可重构微带矩形四元阵天线。该天线的四个阵元同样是通过 PIN二极管来与馈电网络相连接,控制 PIN二极管的导通与截止,就可以使某一条对角线上的矩形贴片工作,从而实现天线的主辐射方向能够在两条对角线之间相互切换。最后,将上述两种可重构天线结合起来,设计了一种频率方向图复合可重构微带矩形四元阵天线。同时,分析了直流偏置网络走线对天线的影响,并设计了PIN二极管的直流偏置电路。 3、设计了一种方向图可重构印刷八木天线。该天线由两个辐射方向相差180°的印刷八木天线组成,在靠近偶极子两侧的寄生阵子上分别引入了PIN二极管,通过控制PIN二极管的导通和截止来改变寄生阵子的长度,从而使寄生阵子的功能在反射器和引向器之间相互切换,实现了方向图可重构功能。另外,在上述方向图可重构天线的基础上,利用PIN二极管来改变偶极子的长度,使其增加了频率可重构特性,从而使八木天线同时具有频率和方向图可重构功能,并以此设计了一种频率方向图复合可重构八木天线。