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天线是无线电信息系统中的重要组成部分,无线通信和信息技术的高速发展对其提出了小型化、多频和宽带等性能上的要求。目前,不断进步的印刷电路技术推动了天线形式的发展。印刷天线因具有低剖面、体积小、设计灵活、易于集成等优点,受到了广泛的关注与研究。例如微带贴片天线具有良好的方向性,便于组成阵列天线获得高增益;印刷单极子天线具有全向性,容易实现多频等特性;因此,这些印刷天线被广泛采用在卫星通信、雷达、移动通信等通讯设备中。近些年来,基于近距加载技术原理的天线因其具有独特的优势,如无需额外的阻抗匹配网络、具有较高的辐射效率等,从而成为天线研究热点之一。针对近距近场加载技术在天线小型化、多频段的应用,论文以小型化微带贴片天线、多功能印刷单极子天线为研究对象,研究了一系列近距近场加载平面天线。论文的主要研究成果包括:(1)总结了近距近场谐振器加载平面天线的设计思路。论文对加载技术以及近场近距加载的原理进行了研究,对加载技术在天线小型化、多频化中的应用研究现状进行详细的介绍。对多种电抗加载元件结构,及其与驱动单元之间的耦合关系进行了梳理,力求简化明确电路结构和元件关系,尽可能降低基于谐振器加载的天线系统的分析复杂度。(2)提出了λ/4传输线谐振器可以作为电抗元件,嵌入到微带贴片的近场中,并通过辐射贴片边缘与λ/4传输线谐振器耦合降低谐振频率。在微带贴片天线的辐射贴片内嵌入了作为电抗加载元件的λ/4传输线谐振器,通过谐振器与辐射贴片间的耦合,降低了天线的谐振频率。同时,由于谐振器是嵌入微带贴片天线内,天线的整体尺寸并没有增加,实现了微带贴片天线的小型化。在该天线等效电路的基础上,对天线进行了分析与仿真。(3)提出不同结构的谐振器可以作为近距近场电抗加载元件,明确指出单面导体平面谐振器可以应用在天线设计领域,对电抗加载元件的结构上进行了拓展。设计了四款基于谐振器加载的印刷单极子天线。谐振器作为电抗元件加载到天线附近,对其等效电路进行了分析和参数提取。对电抗加载元件与驱动印刷单极子之间的三种耦合方式进行了详细的介绍。并对这三种耦合方式建立了相应的等效电路模型,天线的相关性能参数也做了详尽的分析。总结了这四款基于谐振器加载的印刷单极子天线辐射机理上的差异性和共性。(4)提出了采用尺寸不同(结构相同)的单面导体平面谐振器与驱动印刷单极子耦合实现双频天线的阻抗匹配。论文对多款双频印刷单极子天线进行了研究。从等效电路模型出发,并应用Smith阻抗圆图对双频点匹配过程进行了详细阐述,并对其辐射机理进行了分析。同时,还设计了两款小型化双频印刷单极子天线。首先采用曲流技术对驱动单极子进行了小型化设计,同时在驱动单极子近场加载不同电抗加载元件实现双频特性。通过对比分析这些小型化双频印刷单极子天线表面电流分布,总结了天线的辐射特性,并进行了仿真验证。上述工作围绕基于谐振器加载的平面天线展开研究,这些近距加载谐振器的方法并不局限于这几款具体的平面天线,也可以扩展应用到其他结构的天线。