基于FDTD算法的微带滤波天线的设计

发布时间：2021-01-28 02:44

　　随着通信抗干扰技术的飞速发展,对无线通信设备的要求越来越高。而天线和滤波器作为射频系统的必要器件,其性能显的尤为重要,因此研究滤波天线具有重要的意义。本文针对传统天线无法满足通信抗干扰技术发展的问题,利用在馈线上加载滤波器的设计方法和滤波天线综合设计方法,研究了超宽带和小型化的滤波天线设计,并对滤波天线在电磁场中的电磁特性分析和衡量的时域有限差分方法进行了研究,实现特定的应用需求。主要工作内容如下:首先介绍了天线和滤波器的基本理论,简述了时域有限差分算法在分析天线、滤波器、滤波天线的反射系数时用到的理论知识,包括基本方程式、数值稳定条件、吸收边界条件和激发源等,并利用时域有限差分算法对天线、滤波器进行了算例验证。其次,针对在馈线上加载滤波器的设计方法,本文设计了一款中心频率为f₀=7.35GHz,相对带宽为0.33%的微带圆极化滤波天线。为了进一步提高滤波天线的带宽性能,设计了超宽带滤波天线。它的中心频率为f₀=8.0GHz,相对带宽为104.6%,实现了超宽带的性能。并且采用高频电磁仿真软件HFSS 13.0设计滤波天线,同时利用时域有限差... 

【文章来源】：曲阜师范大学山东省

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【图文】：

FDTD离散中的Yee元胞

-5.20-2.400.403.209060300-30-60-90-120-150-180150120Curve Infod B(GainTotal)Setup1 : Sw eepFreq="8GHz" l7="4.45mm" Phi="90deg" w 7="4.25mm" -4.80-1.601.604.809060300-30-60-90-120-150-180150120Curve Infod B(GainTotal)Setup1 : Sw eepFreq="8GHz" l7="4.45mm" Phi="0deg" w 7="4.25mm" (a) xoz 面 (b) yoz 面

第3章基于馈线加载的滤波天线设计31(c)3D方向图图3.12滤波天线方向图-30-25-20-15-10-506.86.977.17.27.37.47.57.67.77.8f/GHzS（1,1）/dB传统天线滤波天线滤波器图3.13滤波天线与传统天线11S参数曲线的对比图3.13中三条曲线分别描绘出未加滤波器的天线、滤波器和滤波天线反射系数随频率的变化，滤波天线在中心频率0f=7.35GHz处反射系数为19.14dB，滤波天线的10dB通带带宽为24MHz(73387362MHz)，相对带宽达到了0.33%。可以看到通过在传统天线的馈线上加载滤波器，实现了传统天线在期望阻带上的高选择性。通过对微带贴片天线馈线上加载滤波器，既可以改善传统天线的阻抗匹配问题，又可以集阻抗匹配和滤波为一体，实现了小型化的要求。


本文编号：3004212