可重构的圆极化天线开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

近年来，由于科学技术的迅猛发展，人类已经进去了信息社会，通信系统特别是无线通信系统在人们的生活中起着越来越重要的作用，就像例如无线网卡、手机等移动终端已深入千家万户，并且以惊人的速度增长。作为一种用来发射或接收无线电波的部件，天线主要有两种功能，能量转换和定向辐射，它的性能直接影响到无线系统的工作特性，因此天线的地位不言而喻。

从无线通信方面来说，提高系统容量、增加系统功能、扩展系统带宽日益成为重点研究方向，这样一方面可以满足日益膨胀的实际需求，另一方面可以降低系统成本。不过，大容量、多功能、超宽带无线通信系统的迅猛发展，使得在同一平台上搭载的信息子系统数量增加，天线的数量也相应增加，因此天线数量增加成为制约通信系统进一步向大容量、多功能、超带宽方向发展的一大瓶颈。

为了克服这个瓶颈，可重构天线（reconfigurableantenna)的概念应运而生并得到发展。可重构天线就是采用一个天线或天线阵，通过动态改变其物理结构或尺寸，使其具有多个天线的功能，相当于多个天线共用一个物理口径。可重构天线研究是为了使天线能根据实际环境的需求实时重构天线特性，使一个天线能工作在多个频段，多个模式同时满足无线系统的多个需求。

2. 研究的基本内容与方案

极化可重构微带天线主要有两类，微带贴片天线和微带缝隙天线。微带贴片天线一般通过控制微扰元实现极化的可重构，微扰元可以是与辐射边垂直的枝节，也可以是贴片的切角,或者地面上相应位置的开槽。微带缝隙天线可以在地板上开环形缝隙，制造不同模式间的相位差产生圆极化，也可以在贴片上开u形、十字形缝隙等，然后产生两个相互垂直的线极化电场分量从而达到极化重构效果。本文设计了一种圆形贴片天线，在不改变馈电点的情况下，利用电控开关改变圆弧寄生单元与贴片的连接状态，实现左、右旋圆极化的转换。与在贴片内部加载缝隙，并加载开关实现圆极化重构相比，此结构具有剖面低、结构简单等特点，同时在圆极化性能良好的状态下，提高了天线交叉极化隔离度性能，且该结构便于开关的加载。

此设计的主要思想是：在圆形辐射板上加载圆弧寄生单元，该寄生单元加载位置是根据圆形贴片微带天线基模tm11的电流特性来定的，以此实现相位相差90°、幅值相等的正交模，从而实现圆极化；利用开关控制寄生单元是容性或感性来实现圆极化可重构。因寄生单元在贴片外侧，便于控制，且交叉极化较小；同时增大了电流路径，在减小天线尺寸上也有一定的作用。同时，在贴片中心加载与馈电点成45°角的正交缝隙，分割了圆形贴片上的电流，从而通过增加电流路径、弯折电流路径的双重方法实现天线小型化及宽带效应；再者，由于圆形贴片中心部分的电流强度为零，容易实现阻抗匹配，对天线圆极化的实现也有一定的促进作用。

根据微带天线圆极化产生机理，分别设计了左旋和右旋圆极化天线，基于两者结构上的对称性，采用mems开关设计了圆极化可重构天线，分析影响改天线阻抗带宽和轴比带宽的因素，合理调整相关参数并通过结构上的改进，提高天线的性能。分析了限制该天线性能进一步提高的因素，通过精心设计天线的馈线网络，提出了一种新型结构的圆极化可重构天线，采用ansoft公司的电磁仿真软件hfss13.0对天线进行仿真，调整相关参数，在保证极化可重构性能的同时，合理兼顾了宽带和小型化的要求。采用加载圆弧寄生单元和电控开关来实现天线的圆极化可重构功能，一定程度上提高了天线的隔离度、圆极化等性能。并对天线圆弧寄生单元的尺寸及与贴片的间距进行了相应分析讨论。所设计的天线结构简单，性能良好，在天线工程中具有良好的应用前景。

3. 研究计划与安排

第1周—第3周搜集资料，撰写开题报告；

第4周—第5周论文开题；

第6周—第12周撰写论文初稿；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]张钧.微带天线理论与工程[m].北京:国防工业出版社,1988

[2]蒲洋.左/右旋圆极化可重构微带天线[j].微波学报,2010

[3]邵晓亮,赵丽娟,邹永庆.一种新型单馈点宽带圆极化微带天线的设计[j].雷达与对抗,2009(3):44-46