基于电容加载技术的微带天线研究

发布时间：2017-09-26 14:39

  本文关键词：基于电容加载技术的微带天线研究

  更多相关文章： 微带天线 贴片电容 宽频化 多频化 小型化

【摘要】：微带天线具有诸多优点,比如体积较小、容易馈电、容易与其他载体进行共型安装等,因此在现代各个领域都有广泛的应用。但同时微带天线也存在一些缺点,如其高Q特性决定了其带宽较窄。电容是电路中的重要组成部分,在电路以及器件设计中起着至关重要的作用。随着贴片电容工艺的成熟,贴片电容朝着片式化、微型化、高频化不断发展。将贴片电容应用于例如滤波器、天线等微波器件的设计中,已成为发展趋势。因此,关于贴片电容对微带天线性能影响的研究是十分必要的。本论文先研究了电容加载实现多频化、宽带化。首先介绍了带有共面寄生贴片的微带天线与开槽矩形微带天线的辐射特性,并同时利用开槽和引入寄生贴片的方法设计了两款宽频带天线,两种天线带宽均超过150MHz,是普通矩形微带天线的3-4倍。然后研究贴片电容加载在主辐射贴片和寄生贴片之间缝隙中的情况,详细分析了加载电容大小、位置、数量不同对天线性能的影响,加以归纳总结。最后设计了两款天线,一款电容加载的宽频带天线,带宽达120MHz,是普通矩形微带天线的2倍多。一款电容加载的双频可调谐天线,高频在2.48GHz谐振,而低频可以调节电容大小在1.74GHz~2.18GHz之间自由调节。本论文又研究了电容加载实现小型化,电容加载在微带天线上辐射边和金属地之间,详细分析加载电容大小、位置、数量不同对微带天线性能的影响,最后设计两款天线,一款电容加载的小型化天线,天线尺寸较矩形微带天线减小了35.9%。一款电容加载的小型化、宽频化天线,天线尺寸较矩形微带天线减小了16.3%,带宽增加了56.6%。最后,本文对所设计的微带天线进行加工制造,分别对它们进行实际测试,并与仿真结果进行对比分析。
【关键词】：微带天线 贴片电容 宽频化 多频化 小型化
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN822
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 引言8-9
• 1.2 研究历史与现状9-11
• 1.2.1 微带天线的研究历史与现状9-10
• 1.2.2 贴片电容应用及发展趋势10-11
• 1.3 本文主要内容和章节安排11-12
• 第二章 电容加载微带天线设计基础12-21
• 2.1 微带天线基本原理12-13
• 2.1.1 微带天线的基本结构12
• 2.1.2 微带天线辐射原理12-13
• 2.2 微带天线的基本参数13-16
• 2.2.1 天线的输入阻抗13-14
• 2.2.2 天线的方向性系数和增益14-15
• 2.2.3 天线的品质因素15
• 2.2.4 天线的带宽15-16
• 2.3 分析微带天线的传输线方法16-20
• 2.3.1 传输线法的基本假设16
• 2.3.2 微带天线的传输线模型16-19
• 2.3.3 微带天线的等效电路19-20
• 2.4 电容加载微带天线原理20-21
• 第三章 电容加载在微带天线多频化、宽频化方面的研究21-47
• 3.1 带有共面寄生贴片和开槽的微带天线的设计21-33
• 3.1.1 附加共面寄生贴片原理21
• 3.1.2 带有附加共面寄生贴片的微带天线仿真分析21-24
• 3.1.3 开槽微带天线仿真分析24-25
• 3.1.4 采用共面寄生贴片的宽频微带天线设计分析25-30
• 3.1.5 采用共面寄生贴片的宽频微带天线实测分析30-33
• 3.2 电容加载在带有寄生贴片的微带天线中的研究33-40
• 3.3 电容加载宽频天线的设计40-43
• 3.3.1 天线仿真结果分析41-42
• 3.3.2 天线实测结果分析42-43
• 3.4 电容加载双频调谐天线的设计43-46
• 3.4.1 天线仿真结果分析44
• 3.4.2 天线实测结果分析44-46
• 3.5 本章小节46-47
• 第四章 电容加载在微带天线小型化方面的研究47-63
• 4.1 电容加载实现微带天线小型化的方法47
• 4.2 电容加载实现天线小型化的设计47-55
• 4.2.1 普通矩形微带天线加载电容仿真分析47-49
• 4.2.2 开槽矩形微带天线加载电容的仿真分析49-55
• 4.3.2.1 加载一个电容的开槽微带天线仿真分析49-52
• 4.3.2.2 加载两个电容的开槽天线仿真分析52-54
• 4.3.2.3 加载三个电容的开槽天线仿真分析54-55
• 4.3 加载一个电容小型化天线的设计55-59
• 4.3.1 天线仿真结果分析56-57
• 4.3.2 天线实测结果分析57-59
• 4.4 加载三个电容小型化天线的设计59-62
• 4.4.1 加载三个电容的小型化天线仿真结果分析59-60
• 4.4.2 加载三个电容的小型化天线实测结果分析60-62
• 4.5 本章小结62-63
• 第五章 总结与展望63-65
• 参考文献65-68
• 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文68-69
• 致谢69

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本文编号：924082