探针馈电贴片天线的建模及滤波天线设计

发布时间：2017-04-13 06:13

  本文关键词：探针馈电贴片天线的建模及滤波天线设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：微带天线在现代无线通信领域中得到了广泛的研究与发展,是由于其制造简单、剖面低和易与射频微波电路集成等特点。为了设计的方便以及减小天线设计误差,天线的设计方法需要与理论分析相结合。集总元件等效电路法不仅计算简单、快速和精确,而且为天线的工作机理提供了一种清晰的物理思路。随着无线通信日益增长的需求,天线需要与其他电路集成在一个设备里己成为射频前端的主流设计方法。把天线和滤波器集成到一起构成同时具有辐射和滤波功能的单一器件,这种器件被称为滤波天线。本文首先概述了微带天线的研究现状,紧接着简要介绍了微带天线和滤波器的一些基本理论,包括微带天线的馈电方式、理论分析方法和一些电参数。然后介绍了滤波器的基本理论以及设计过程中涉及到的性能参数。其次,利用经典集总元件等效电路法对工作于2.4GHz的探针馈电的矩形微带天线进行等效建模,通过理论分析和仿真,实现了整个电路的阻抗特性与实际天线在较宽频带内的一致性。同时针对该探针馈电结构的窄带特点,采取了Γ型匹配网络对微带天线的带宽进行拓宽,采取r型的匹配网络后将天线的阻抗带宽从36.5MHz增加到了92.8MHz,证明了该方法的有效性。最后,为实现等效电路的宽带性,本文提出了一种新的集总元件等效电路法一部分接入法对探针馈电的贴片天线进行建模,这种方法能使等效电路中的元件与物理模型具备更多的合理对应关系,此等效电路的特点是其端口特性能够在比较宽的频率范围内与物理模型保持一致。为了验证该等效模型,以滤波器综合理论和所提出的等效电路模型为基础,设计了一个中心频率为2.4GHz,且具有二阶巴特沃斯带通滤波器响应的滤波天线,其中用提取好的2.4GHz探针馈电矩形微带贴片天线等效电路模型取代滤波器的末级谐振回路和端口。整个滤波天线的等效电路仿真结果与其物理结构仿真结果相当吻合,经实测得到的反射系数、方向图和增益也与仿真结果一致。
【关键词】：探针馈电贴片天线 等效电路 部分接入法 带宽 滤波天线
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN822
【目录】：

• 中文摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 研究的背景及意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.3 本文的研究内容和主要贡献14-15
• 参考文献15-19
• 第二章 基础理论19-27
• 2.1 引言19
• 2.2 微带天线19-24
• 2.2.1 微带天线的馈电方式19
• 2.2.2 微带天线的分析理论19-22
• 2.2.3 微带天线的基本电参数22-24
• 2.3 滤波器的基本理论24-25
• 2.3.1 滤波器的概述24
• 2.3.2 滤波器的主要技术指标24-25
• 参考文献25-27
• 第三章 探针馈电贴片天线的建模及其带宽的展宽27-39
• 3.1 引言27
• 3.2 Γ网络阻抗变换27-30
• 3.3 探针馈电贴片天线的等效电路提取30-32
• 3.3.1 天线的结构30
• 3.3.2 天线的等效电路模型30-31
• 3.3.3 天线等效电路参数的提取31-32
• 3.4 天线等效电路模型的实验验证32-34
• 3.5 采用Γ型阻抗匹配网络对天线带宽的展宽34-36
• 3.5.1 展宽天线带宽的理论分析34-36
• 3.5.2 展宽天线带宽的验证36
• 3.6 结论36-37
• 参考文献37-39
• 第四章 部分接入法对馈电结构建模及其在滤波天线中的应用39-54
• 4.1 引言39
• 4.2 部分接入进行阻抗变换39-41
• 4.3 采用部分接入法对探针馈电贴片天线的等效电路提取41-45
• 4.3.1 天线的等效电路提取以及参数确定41-43
• 4.3.2 天线等效电路提取实例43-45
• 4.4 滤波天线的综合设计实例45-51
• 4.4.1 带通滤波器的等效电路45-46
• 4.4.2 滤波天线等效电路及结构的确定46-47
• 4.4.3 滤波天线的设计结果47-51
• 4.5 结论51-52
• 参考文献52-54
• 第五章 总结与展望54-56
• 5.1 工作总结54
• 5.2 未来展望54-56
• 攻读学位期间取得的研究成果及参与的科研项目56-57
• 致谢57-58
• 个人简况及联系方式58-59
• 承诺书59-60

【参考文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 刘建军;无线多频通信系统超宽带天线研究[D];上海大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 许昭;小型化及多频带天线设计[D];西安电子科技大学;2010年

  本文关键词：探针馈电贴片天线的建模及滤波天线设计，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：302979