小型宽带多频天线的研究与设计

发布时间：2017-07-02 10:28

  本文关键词：小型宽带多频天线的研究与设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近几十年来,随着移动通信技术和微波毫米波技术的飞速进步,天线作为通信系统的关键部件正面临着越来越多技术上的难点。为了便于天线和通信系统集成以及防止工作在相同频段的天线之间相互干扰,可以采用满足小型化、多频化、宽频化的天线。微带天线具有占用空间小,剖面低,容易集成等优点,因而能够很好的满足天线对于小型化、多频化、宽频化的要求。本论文首先介绍了微带天线的基本理论、分析方法以及国内外发展情况,然后总结了目前实现天线小型化、多频段、宽频化的常见技术手段,最后根据以上论述提出了三款小型宽带多频天线,第一款天线包括一个圆环以及加载在该圆环上的三个弯折的支节,工作可以工作在在GSM900/GSM1800/WLAN/WIMAX频段。第二款天线包括一个T型结构和一段弯折的结构,该天线通过弯折曲流减小了体积,通过T型结构和其上的弯折部分互相耦合拓宽了相应频段的带宽,天线的工作频带可以覆盖GSM/UMTS/WLAN/WIMAX。第三款天线包括一个开缝隙的梯形结构以及一个加载在梯形结构上的U形微带结构,该天线通过在梯形结构上开缝隙和加载支节的方式使得天线能覆盖多个频段,该天线能工作在GSM/DCS/PCS/UMTS/LTE/WALN/WIAMX频段。本文使用HFSS13.0对所提出的天线进行仿真分析,讨论了天线的不同参数对天线的影响,所设计的天线经过优化后获得了较好的性能。最后加工了天线实物,天线的实测结果表明:仿真结果与实测结果基本一致,所设计天线基本满足了小型多频宽带天线的技术指标。
【关键词】：微带天线 小型化 多频段 宽频带
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN822
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-12
• 1.1 选题背景及研究意义9
• 1.2 微带天线的国内外发展现状和主要研究方向9-10
• 1.3 论文所做工作和全文内容安排10-12
• 第二章 微带天线基础和常用分析方法12-27
• 2.1 微带天线基础12-17
• 2.1.1 微带天线的定义12
• 2.1.2 微带天线的类型12-13
• 2.1.3 微带天线的辐射原理13-14
• 2.1.4 微带天线的馈电方式14-17
• 2.2 微带天线的常用分析方法17-20
• 2.2.1 概述17
• 2.2.2 传输线模型理论17-19
• 2.2.3 空腔模型理论19-20
• 2.2.4 全波分析理论20
• 2.3 微带天线的数值分析法20-21
• 2.3.1 矩量法(MOM)20-21
• 2.3.2 时域有限差分法（FDTD）21
• 2.3.3 有限元法（FEM）21
• 2.4 微带天线的基本参数21-27
• 2.4.1 天线的输入阻抗和带宽22
• 2.4.2 天线的S参数22-24
• 2.4.3 天线的方向图24-25
• 2.4.4 天线的增益25-26
• 2.4.5 天线的极化方式26-27
• 第三章 天线的小型化、多频化和宽带化技术27-35
• 3.1 天线的小型化技术27-30
• 3.1.1 高介电常数法27
• 3.1.2 短路加载法27-28
• 3.1.3 表面曲流技术28-30
• 3.1.4 采用PIFA结构30
• 3.2 天线的多频段技术30-32
• 3.2.1 多工作模式法31
• 3.2.2 多贴片层叠法31-32
• 3.3 天线的宽频化技术32-35
• 3.3.1 采用低ε_r或高tanδ介质基片32-33
• 3.3.2 增加介质基片的厚度33
• 3.3.3 添加阻抗匹配网络33-34
• 3.3.4 采用特殊形状的辐射体34-35
• 第四章 小型宽带多频天线的设计35-68
• 4.1 高频仿真软件HFSS简介35
• 4.2 十频微带天线设计35-45
• 4.2.1 十频微带天线的结构36-37
• 4.2.2 十频微带天线的仿真结果与辐射机理分析37-38
• 4.2.3 天线在各谐振频率处的电流分布38-39
• 4.2.4 天线的参数对回波损耗影响的分析39-41
• 4.2.5 十频微带天线的辐射方向图和驻波比41-45
• 4.3 可应用于UMTS频段的微带八频天线45-56
• 4.3.1 八频天线的结构45-46
• 4.3.2 八频天线的仿真结果和辐射机理分析46-48
• 4.3.3 天线在各谐振频率处的电流分布48-49
• 4.3.4 天线的参数对辐射性能影响的分析49-52
• 4.3.5 耦合馈电八频天线的辐射方向图和驻波比52-56
• 4.4 微带馈电十频单极子天线56-68
• 4.4.1 微带馈电十频单极子天线的结构56-57
• 4.4.2 十频单极子天线的仿真结果和辐射机理分析57-59
• 4.4.3 天线在各谐振频率处的电流分布59-61
• 4.4.4 天线的不同参数对天线性能的影响61-64
• 4.4.5 十频单极子天线的辐射方向图和驻波比64-68
• 第五章 总结和展望68-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-73
• 攻读硕士期间所取得的成果73-74

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