本文關鍵詞：60GHz寬帶天線設計及實現(xiàn)

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【摘要】：隨著時代的發(fā)展,現(xiàn)有的通信技術已經(jīng)不能滿足高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊�。能夠達到Gbps傳輸速率的短距無線通信技術已經(jīng)成為了通信領域的重要研究方向。寬帶天線在這種短距無線通信系統(tǒng)中起著關鍵性的作用。縫隙耦合微帶天線由于其體積小,重量輕的優(yōu)勢,有著巨大的應用價值。作為60GHz射頻收發(fā)機項目的一部分,本文針對射頻收發(fā)機中不可或缺的寬帶天線進行了研究和設計。本文設計了一種應用在60GHz收發(fā)機中的寬帶天線,使用PCB工藝實現(xiàn)。天線選用了縫隙耦合微帶天線這種結構。這是因為首先這種結構的微帶天線能夠很容易地和有源電路進行集成,其次在饋電電路和貼片之間的接地板能夠有效地避免饋電網(wǎng)絡的干擾。在確定了天線的結構后,本文對天線的主要尺寸參數(shù)對天線的影響進行了分析,并且據(jù)此對天線的參數(shù)進行了優(yōu)化從而得到了達到設計要求的天線陣元。在此基礎上,使用該天線陣元設計了一個四元的天線陣列,并且為了增加相同陣元之間的隔離度對天線陣列進行了改良。最終繪制了天線的版圖,實現(xiàn)了天線的制作,并對天線的各項參數(shù)進行測試,得到了達到預期的結果。目前國外的很多基于60GHz短距無線通信的技術已經(jīng)逐漸成熟并且已經(jīng)開始進入市場,而我國這方面的研究還相對比較落后。因此這方面的研究對我國的毫米波無線通信方面的研究至關重要,而作為收發(fā)機中的重要模塊,寬帶天線有著非常重要的作用。由此可知本文的工作有著很大的現(xiàn)實意義和應用價值。
【關鍵詞】：微帶天線 縫隙耦合 PCB 寬帶 60 GHz
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN822
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 60GHz短距無線通信的研究背景及其意義9-13
• 1.1.1 60GHz短距無線通信的特點和優(yōu)勢10-12
• 1.1.2 60GHz短距無線通信的發(fā)展現(xiàn)狀12
• 1.1.3 60GHz短距無線通信的應用方向12-13
• 1.2 國內(nèi)外寬帶天線的研究現(xiàn)狀和發(fā)展動態(tài)13-14
• 1.3 本次設計使用的天線結構及性能指標14-15
• 1.4 本文的主要內(nèi)容和章節(jié)安排15-17
• 第二章 天線的基本原理17-35
• 2.1 天線發(fā)展歷程17
• 2.2 天線的基本原理17-19
• 2.2.1 天線的輻射原理17-18
• 2.2.2 天線的分類18-19
• 2.3 天線的主要性能參數(shù)19-24
• 2.3.1 方向圖函數(shù)及方向圖19-20
• 2.3.2 天線的主瓣寬度、副瓣電平和前后比20-21
• 2.3.3 天線的方向性系數(shù)、效率和增益21-22
• 2.3.4 天線的輸入阻抗22-23
• 2.3.5 天線的帶寬23
• 2.3.6 天線的極化23-24
• 2.3.7 天線的等效噪聲溫度24
• 2.4 微帶天線的基本理論24-29
• 2.4.1 微帶天線的輻射原理24-25
• 2.4.2 微帶天線的分類25-26
• 2.4.3 微帶天線的饋電26-27
• 2.4.4 微帶天線的分析方法27-29
• 2.5 天線陣列的基本理論29-34
• 2.5.1 二元天線陣29-30
• 2.5.2 N元均勻直線天線陣30-32
• 2.5.3 平面陣列天線32
• 2.5.4 陣列天線之間的互耦32
• 2.5.5 陣列天線的饋電方法32-34
• 2.6 本章小結34-35
• 第三章 天線陣元的設計35-55
• 3.1 陣元結構的確定35-38
• 3.2 原始尺寸的設計38-44
• 3.2.1 介質板的選擇38-39
• 3.2.2 天線貼片的參數(shù)設計39-40
• 3.2.3 縫隙的設計40-42
• 3.2.4 反射層的設計42-43
• 3.2.5 饋電的設計43-44
• 3.2.6 天線的初始參數(shù)44
• 3.3 天線各個參數(shù)的優(yōu)化44-49
• 3.4 天線仿真結果分析49-50
• 3.5 天線測試方案50-53
• 3.5.1 天線巴倫的設計51-52
• 3.5.2 連接巴倫的天線測試結果52-53
• 3.6 本章小結53-55
• 第四章 天線陣列的設計55-61
• 4.1 天線陣的設計55-56
• 4.1.1 陣列結構的確定55-56
• 4.1.2 天線陣元間距的確定56
• 4.2 天線的建模和仿真56-58
• 4.2.1 天線陣的回波損耗56-57
• 4.2.2 天線陣的增益57-58
• 4.2.3 天線的效率58
• 4.3 天線隔離度優(yōu)化58-60
• 4.4 天線仿真結果分析60
• 4.5 本章小結60-61
• 第五章 版圖設計及天線測試61-69
• 5.1 天線的版圖設計61-62
• 5.2 天線實物的測量和分析62-68
• 5.2.1 天線實物62
• 5.2.2 回波損耗和隔離度的測量62-64
• 5.2.3 天線增益的測量64-66
• 5.2.4 天線方向圖的測量66-67
• 5.2.5 測量的結果總結67-68
• 5.3 本章小結68-69
• 第六章 總結與展望69-71
• 6.1 論文總結69-70
• 6.2 工作展望70-71
• 參考文獻71-75
• 致謝75-77
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文77

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本文編號：1040870