西安電子科技大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文模版(2014年修訂版)

1、介質(zhì)諧振器及寬帶印刷縫隙天線研究作者姓名 張三 學(xué)校導(dǎo)師姓名、職稱 李四副教授 領(lǐng) 域 電子與通信工程 企業(yè)導(dǎo)師姓名、職稱 王五研究員 申請學(xué)位類別 工程碩士 提交學(xué)位論文日期 2011年4月 學(xué) 號學(xué)校代碼 10701 0818110077 密 級分類號 TN82 TN82 公開或秘密 西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文介質(zhì)諧振器及寬帶印刷縫隙天線研究領(lǐng) 域：作者姓名： 張三學(xué)位類別： 電子與通信工程學(xué)校導(dǎo)師姓名、職稱： 工程碩士企業(yè)導(dǎo)師姓名、職稱：李四副教授提交日期：王五研究員 2011年4月A Study of Dielectric Resonator Antennas and Broadba

2、nd Printed Slot AntennasA thesis submitted toXIDIAN UNIVERSITYin partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of PhilosophyByZhang san(Electronics and Communication Engineering) Supervisor: Li si Wang wuApril 2011西安電子科技大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性（或創(chuàng)新性）聲明秉承學(xué)校嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)和優(yōu)良的科學(xué)道德，本人聲明所呈交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工

3、作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝中所羅列的內(nèi)容以外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果；也不包含為獲得西安電子科技大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中做了明確的說明并表示了謝意。申請學(xué)位論文與資料若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)一切的法律責(zé)任。本人簽名： 日 期： 西安電子科技大學(xué)關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解西安電子科技大學(xué)有關(guān)保留和使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識產(chǎn)權(quán)單位屬西安電子科技大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許查閱和借閱論文；學(xué)?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容，

4、可以允許采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存論文。同時(shí)本人保證，畢業(yè)后結(jié)合學(xué)位論文研究課題再撰寫的文章一律署名單位為西安電子科技大學(xué)。（保密的論文在解密后遵守此規(guī)定）本學(xué)位論文屬于保密，在 年解密后適用本授權(quán)書。本人簽名： 導(dǎo)師簽名： 日 期： 日 期： 摘要摘要 近年來，介質(zhì)諧振器天線（Dielectric Resonator Antenna，DRA）和寬帶印刷縫隙天線由于其良好的性能受到了學(xué)者的廣泛關(guān)注。介質(zhì)諧振器天線具有頻帶寬、效率高及激勵(lì)簡單等諸多優(yōu)點(diǎn)，在毫米波段中具有良好的應(yīng)用前景。寬帶印刷縫隙天線以其低剖面、加工簡單以及易于與電路集成等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代無線通信中得到了廣泛的應(yīng)用。本文對介質(zhì)

5、諧振器天線及寬帶印刷縫隙天線進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，所取得的主要研究成果為：1. 對寬帶印刷縫隙天線進(jìn)行了研究。針對無線通信系統(tǒng)的要求，提出了一種覆蓋IMT-2000、WiMAX和WLAN等頻段的共面波導(dǎo)饋電的寬帶印刷縫隙天線。通過改變縫隙和共面波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)參數(shù)來調(diào)節(jié)天線的諧振頻率，再引入一段阻抗變換器來實(shí)現(xiàn)寬帶阻抗匹配。還提出了一種微帶饋電的超寬帶橢圓形印刷寬縫天線，通過調(diào)整橢圓形縫隙和橢圓環(huán)形貼片長短軸的比例來實(shí)現(xiàn)寬帶阻抗匹配。2. 對寬帶介質(zhì)諧振器天線進(jìn)行了研究?；谌N展寬帶寬的方法，即引入空氣層減小介質(zhì)諧振器天線的內(nèi)在Q值，選擇合適的空氣層厚度使之工作于輻射特性類似的多種模式，以及在饋線末端

6、加六邊形枝節(jié)對介質(zhì)諧振器天線進(jìn)行阻抗匹配，設(shè)計(jì)了一種縫隙耦合饋電的寬帶圓柱形介質(zhì)諧振器天線。采用月牙形印刷單極天線與介質(zhì)諧振器的混合結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了一種共面波導(dǎo)饋電的超寬帶介質(zhì)諧振器天線。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這兩種介質(zhì)諧振器天線具有良好的寬帶性能。3. 對寬帶圓極化及高隔離度雙線極化介質(zhì)諧振器天線進(jìn)行了研究。提出了一種環(huán)形縫隙耦合饋電的寬帶圓極化介質(zhì)諧振器天線。利用介質(zhì)諧振器天線和環(huán)形縫隙的雙諧振工作得到寬帶圓極化特性，并加入匹配網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了寬帶阻抗匹配。提出了一種覆蓋5.2 GHz WLAN頻段的高隔離度雙線極化矩形介質(zhì)諧振器天線。采用探針與縫隙分別對兩個(gè)端口饋電實(shí)現(xiàn)了高隔離度，并通過雙探針等幅反相饋電

7、技術(shù)避免了單個(gè)探針饋電的方向圖不對稱性。4. 對小型化介質(zhì)諧振器天線進(jìn)行了研究。介紹了幾種小型化介質(zhì)諧振器天線的設(shè)計(jì)方法，并對其中的一種方法加以改進(jìn)，設(shè)計(jì)出一種改進(jìn)型小型化介質(zhì)諧振器天線。通過與多個(gè)天線的對比表明，使用金屬柱代替金屬面來減小天線的尺寸能避免輻射方向圖畸變，降低交叉極化電平。5. 對高增益介質(zhì)諧振器天線直線陣列進(jìn)行了研究?；诰匦谓橘|(zhì)諧振器天線高次模的分析結(jié)果，選取一種高增益介質(zhì)諧振器天線單元，設(shè)計(jì)了一個(gè)8單元高增益介質(zhì)諧振器天線直線陣列。分析了陣列間距對天線陣增益的影響，通過比較發(fā)現(xiàn)該介質(zhì)諧振器天線直線陣列的增益要高于相同口徑的微帶貼片天線直線陣列。最后，結(jié)合饋電網(wǎng)絡(luò)實(shí)際加工了

8、一個(gè)8單元介質(zhì)諧振器天線直線陣列的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，?shí)測結(jié)果驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)方法的可行性和有效性。關(guān) 鍵 詞：XXX， XXX， XXX， XXX， XXX（一般為35個(gè)）論文類型：應(yīng)用基礎(chǔ)研究類（或基礎(chǔ)研究類）（注：全日制工程碩士學(xué)位論文類型分為8種）3ABSTRACTABSTRACTIn recent years, dielectric resonator antennas (DRA) and broadband printed slot antennas have been widely studied owing to their good performances. Due to their s

9、everal advantages such as wide bandwidth, high efficiency and ease of excitation, DRAs have been widely used in millimeter wave regions. Broadband printed slot antennas are widely used in modern wireless communications due to their advantages of low profile, simple fabrication process and ease of in

10、tegration with circuits. This dissertation is mainly concerned with the design and implementation of various DRAs and broadband printed slot antennas. The authors major contributions are outlined as follows:1. Two broadband printed slot antennas have been studied. Firstly, according to the requireme

11、nts of wireless communication systems, a coplanar waveguide (CPW) fed broadband printed slot antenna covering IMT-2000, WiMAX and WLAN bands is designed. The resonant frequencies of the antenna are adjusted by changing the structures of the slot and the coplanar waveguide. An impedance transformer i

12、s introduced to realize broadband impedance match. Secondly, a microstrip fed printed elliptical wide-slot antenna is proposed for ultra-wideband applications. The ultra-wideband impedance match is achieved by adjusting the axial ratio of the elliptical slot and the elliptical annular patch.2. Two b

13、roadband DRAs have been studied. Firstly, a slot-fed broadband cylindrical DRA is designed by using the following three methods: introducing air gap to reduce the internal Q-factor of the DRA, choosing the appropriate thickness of the air gap to make the DRA working at several modes with similar rad

14、iation patterns, and adding hexagon stub at the end of the feed line for the DRA impedance match. Secondly, a CPW-fed ultra-wideband DRA is proposed by using the combination of crescent-shaped printed monopole and DRA. The experimental results show that these two antennas have good broadband perform

15、ance.3. A broadband circularly-polarized (CP) DRA and a dual linear-polarized DRA with high isolation have been studied. Firstly, a broadband circularly polarized cylindrical DRA excited by annular slot coupling is proposed. The broadband CP radiation has been achieved by using two CP radiators, DRA

16、 and annular slot. In addition, an impedance transformer is introduced to improve the impedance bandwidth. Secondly, a dual linearly polarized rectangular dielectric resonator antenna with high isolation operating at around 5.2 GHz for WLAN applications has been presented. The high isolation is achi

17、eved by using two hybrid feeding mechanism: one port having an H-shaped aperture coupled feed and the other with probe feed. Two out-of-phase probe feed is used to avoid the asymmetric radiation pattern caused by single probe feed.4. A compact DRA has been studied. Several techniques used for reduci

18、ng the size of a DRA are discussed. By using the shorting posts, a modified compact DRA is designed. Comparing with several existing antennas, the radiation patterns deformation and could be avoided and the cross polarization levels are reduced, by using shorting posts instead of shorting plate.5. A

19、 high-gain DRA linear array has been studied. Based on the analysis results of the high-order modes of the rectangular DRA, a high-gain DRA element is selected to design an 8-element high-gain DRA linear array. The effect of spacing between adjacent elements on the gain of the array is analyzed. In

20、addition, it is found that the gain of the proposed DRA linear array is higher than the microstrip patch linear array with the same aperture area. Finally, an 8-element DRA linear array prototype is constructed to validate the feasibility and efficiency of the design.Keywords: XXX, XXX, XXX, XXX, XX

21、XType of Dissertation: Applied Basic Research(or Basic Research )插圖索引插圖索引圖序號 圖名稱X符號對照表表格索引表格序號 表格名稱X符號對照表符號 符號名稱XXX XXXXXX XXXXXX XXX 縮略語對照表縮略語 英文全稱 中文對照XXX XXX XXXXXX XXX XXXXXX XXX XXX 目錄目錄摘要 ABSTRACT 插圖索引 表格索引 符號對照表 縮略語對照表 目錄 第一章 緒論1 1.1 選題緣由和意義X 1.1.1 介質(zhì)諧振器天線的研究進(jìn)展X 1.1.2 寬帶印刷縫隙天線的研究進(jìn)展X 1.2 國內(nèi)外研究

22、現(xiàn)狀分析X 1.2.1 國外學(xué)者的研究X 1.2.2 國內(nèi)學(xué)者的研究X 1.2.3 存在的主要問題X 1.3 論文的主要研究思路和研究方法X 1.3.1 研究思路X 1.3.2 研究方法X 第八章 結(jié)論和展望X 8.1 研究結(jié)論X 8.2 研究展望X 參考文獻(xiàn)X 致謝X 作者簡介X 1. 基本情況X 2. 教育背景X 3. 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果X 第一章 緒論第一章 緒論無線通信系統(tǒng)的飛速發(fā)展，對作為其關(guān)鍵部件的天線提出了小型化、寬頻帶、高效率等高性能要求。各種各樣的微帶貼片天線因其剖面低、質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)得到了深入的研究和廣泛的應(yīng)用。然而，由于微帶貼片天線存在高頻段金屬歐姆損耗高、低

23、頻段天線幾何尺寸較大的兩個(gè)關(guān)鍵性技術(shù)瓶頸，一定程度上限制了其發(fā)展和應(yīng)用。近年來，一種新型天線介質(zhì)諧振器天線（Dielectric Resonator Antenna, DRA）由于自身所具有的良好性能受到了國外學(xué)者的關(guān)注和研究1-5。1.1 選題緣由和意義1.1.1介質(zhì)諧振器天線的研究進(jìn)展XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX1.1.2寬帶印刷縫隙天線的研究進(jìn)展XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XX

24、X XXX XXX XXX XXX XXX表1.1 雙極化DRA激勵(lì)方式的性能對比 饋電方式電性能參數(shù)探針環(huán)形縫隙探針和縫隙縫隙和CPW探針縫隙縫隙CPW諧振頻率9.5 GHz8.8 GHz9.4 GHz9.8 GHz9.2 GHz9.3 GHz帶寬（|S11|<-10 dB）7.3%4.5%6.9%6.8%4.9%5.3%隔離度（帶內(nèi)最差）-16.5 dB-17 dB-31 dB-22 dB方向圖不對稱對稱不對稱對稱對稱對稱交叉極化電平高低高低低低8 緒論第八章 結(jié)論和展望8.1 研究結(jié)論XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX8.2研究展望XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XX