本文關鍵詞：基于田口優(yōu)化的微帶天線分析公式研究

  更多相關文章： 圓形貼片天線 矩形貼片天線 諧振頻率 品質因數(shù) 田口優(yōu)化方法

【摘要】：天線是無線通信系統(tǒng)中必不可少的器件,其性能的好壞會關系到系統(tǒng)的成敗。微帶天線因其具有成本小、輪廓低等優(yōu)點而被廣泛應用于無線通信系統(tǒng)。隨著無線通信系統(tǒng)技術的發(fā)展,微帶天線寬帶化技術的需求與日俱增。采用介電常數(shù)低且厚的介質基片是微帶天線寬帶化技術中較為常用的方法。然而,當介質基片厚度為0.1-0.2λd(λd為介質波長)時,已有的圓形和矩形貼片天線的諧振頻率和品質因數(shù)分析公式將不再適用。雖然可以使用電磁數(shù)值仿真軟件對微帶天線進行優(yōu)化,但效率低、通用性差,而且無法建立天線物理尺寸和電氣參量之間的精確映射關系。因此,有必要研究微帶天線的分析公式。在國家自然科學基金(基金號：61401056)的資助下,論文對微帶貼片天線的分析公式進行了深入研究,取得的主要研究成果有：(1)提出一個新的圓形貼片天線諧振頻率分析公式。公式是基于3449組仿真數(shù)據(jù)并通過曲線擬合技術和田口優(yōu)化方法獲得,利用電磁仿真實驗證明了公式的有效性。仿真結果表明：公式計算與仿真之間的平均相對偏差小于2%、最大相對偏差小于3%。(2)提出一個新的矩形貼片天線諧振頻率公式。當給出天線長度、寬度、介電常數(shù)和厚度時,可利用該公式直接計算出單層和雙層介質矩形貼片天線的諧振頻率。通過電磁仿真和實際測試對公式的有效性進行了驗證,仿真結果與測試結果具有較好的一致性,公式計算與仿真之間的平均相對偏差小于3%、最大相對偏差小于5%。此外,仿真和實測結果均表明：介質電厚度的增加可提升天線的阻抗帶寬,但介質電厚度應小于0.13。(3)提出一個改進的矩形貼片天線品質因數(shù)分析公式。利用曲線擬合技術和田口優(yōu)化方法對已有公式進行改進,并通過電磁仿真驗證了改進公式的有效性。HFSS和ADS軟件的仿真結果表明：對于具有介質基片厚度為0.06-0.14λd的矩形貼片天線,改進公式比已有公式的精確度更高。
【關鍵詞】：圓形貼片天線 矩形貼片天線 諧振頻率 品質因數(shù) 田口優(yōu)化方法
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN822
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 圓形貼片天線諧振頻率的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 矩形貼片天線諧振頻率的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 矩形貼片天線品質因數(shù)的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 論文研究內容和章節(jié)安排16-18
• 第2章 田口優(yōu)化方法18-26
• 2.1 引言18-19
• 2.2 正交表19-20
• 2.3 田口方法的基本步驟20-25
• 2.4 本章小結25-26
• 第3章 圓形貼片天線諧振頻率分析公式26-40
• 3.1 已有的圓形貼片天線諧振頻率分析公式26-31
• 3.2 新的圓形貼片天線諧振頻率分析公式31-32
• 3.3 圓形貼片天線諧振頻率分析公式的驗證32-38
• 3.4 本章小結38-40
• 第4章 矩形貼片天線諧振頻率分析公式40-62
• 4.1 已有的矩形貼片天線諧振頻率分析公式41-47
• 4.2 新的矩形貼片天線諧振頻率分析公式47-48
• 4.3 矩形貼片天線諧振頻率分析公式的擴展應用48-49
• 4.4 矩形貼片天線諧振頻率分析公式的驗證49-60
• 4.5 本章小結60-62
• 第5章 品質因數(shù)的提取方法及分析公式62-76
• 5.1 已有的品質因數(shù)提取方法和分析公式62-67
• 5.2 改進的品質因數(shù)分析公式67-71
• 5.2.1 基準數(shù)據(jù)的獲取68-70
• 5.2.2 分析公式的改進70-71
• 5.3 改進的品質因數(shù)分析公式的驗證71-75
• 5.4 本章小結75-76
• 第6章 結論76-78
• 6.1 本文主要工作總結76-77
• 6.2 未來研究展望77-78
• 參考文獻78-86
• 攻讀碩士學位期間公開發(fā)表論文及科研成果86-88
• 致謝88-90
• 作者簡介90

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本文編號：1135512