南京理工大学卞磊博士论文:宽带圆极化微带天线的创新设计与性能优化

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本篇论文深入探讨了宽带圆极化微带天线在无线通信领域的设计与应用,着重于南京理工大学博士研究生卞磊的研究成果。自20世纪70年代微带天线技术取得突破以来,由于其体积小、重量轻、馈电方式灵活、成本效益高等优势,微带天线已经在雷达、移动通信、卫星通信以及GPS等领域展现出广泛的应用价值。圆极化作为微带天线的重要特性,提供了角度位置定位的高灵活性,有助于减少多路径干扰和提升信号稳定性。 论文主要针对无线通信中宽带圆极化的挑战,通过理论分析、数值仿真和实验验证,卞磊提出了一系列创新的宽带圆极化微带天线设计。首先,他研究了双馈电微带贴片天线,通过3dB Wilkinson功分器和移相器构成新型宽带馈电网络,并采用L型金属棒实现旋转90°近耦合,显著提升了天线的宽带性能。作者不仅详细研究了天线的面电流分布和辐射特性,还开发了圆极化微带环形贴片天线,并优化了天线结构尺寸,利用全波软件和aggressive space mapping算法,提高了设计效率和资源利用率。 接着,论文扩展到四馈电设计,通过在双馈电基础上对称增加L型金属棒,有效地消除了馈电金属棒的辐射泄漏和信号耦合,进一步拓宽了圆极化带宽。此外,还探讨了四馈电宽带圆极化缝隙天线,通过在接地板上设置圆形槽和微带线馈电,实现了双圆极化性能。 最后,论文涉及了宽带圆极化微带天线阵的设计,采用相位旋转式单馈电结构,实现了天线阵列的增益提升,同时保持了良好的圆极化带宽。这一系列研究成果已在顶级期刊如IEEE Transactions on Antennas and Propagation和IET Microwaves Antennas & Propagation上发表,充分展示了作者在宽带圆极化微带天线领域的专业知识和技术创新。 总结来说,本论文不仅涵盖了宽带圆极化微带天线的设计原理和技术,还强调了实际应用中的优化策略和性能验证,为无线通信系统的宽带化发展提供了重要的理论支持和技术参考。