本文關(guān)鍵詞：小型化寬頻和雙頻微帶天線的研究與設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,無線通訊系統(tǒng)的快速發(fā)展,使得接收、發(fā)射無線信號的天線有了質(zhì)的飛躍。在此發(fā)展歷程中,天線的應(yīng)用范圍越來越廣闊,例如智能家居系統(tǒng);可穿戴無線通信設(shè)備;智能移動設(shè)備,以及無線通信用戶數(shù)量的快速增長和不同通信頻率范圍被開發(fā)與使用。上述應(yīng)用使天線研究不斷向?qū)掝l,雙頻甚至多頻段靠攏。同時便攜式通信設(shè)備的發(fā)展,要求天線的體積能夠盡可能的小。微帶天線具有剖面低,體積小,容易集成和易實(shí)現(xiàn)多頻等優(yōu)點(diǎn),是天線家族中至關(guān)重要的一員,成為目前研究的熱點(diǎn)之一。然而微帶天線帶寬太窄,不能滿足一些特定場合的使用,需要解決微帶天線帶寬窄和在不同頻段使用的問題。基于微帶天線帶寬窄的缺點(diǎn)和容易實(shí)現(xiàn)雙頻的優(yōu)點(diǎn),本文研究和設(shè)計了兩種小型寬頻微帶天線和兩種雙頻微帶天線。通過對微帶天線的發(fā)展與國內(nèi)外現(xiàn)狀的研究,深入了解了微帶天線的研究方法與設(shè)計思路。從微帶天線的基本理論出發(fā),闡述了分析微帶天線的方法,對微帶天線所涉及的基本參數(shù),例如輻射參數(shù),電參數(shù)等進(jìn)行了討論,對實(shí)現(xiàn)微帶天線小型化、寬頻化以及雙頻特性的一些常用方法進(jìn)行了研究。針對目前使用較為廣泛的無線局域網(wǎng)WLAN頻段,設(shè)計了能夠應(yīng)用在此頻段的寬頻和雙頻微帶天線,并運(yùn)用高頻電磁結(jié)構(gòu)仿真軟件HFSS15.0對天線進(jìn)行仿真優(yōu)化,對優(yōu)化后的天線進(jìn)行實(shí)物制作并測試�；谝陨戏治�,本文提出了兩種分別應(yīng)用在WLAN不同頻段的寬頻微帶天線:第一種通過對矩形貼片開槽和切角實(shí)現(xiàn)了一種小型寬頻微帶天線;第二種通過對E形天線加載短路墻的方法來減小天線尺寸,同時采用U形折疊接地板來增大其增益。兩種天線分別工作于WLAN的2.45GHz頻段和5GHz頻段。運(yùn)用HFSS軟件對天線進(jìn)行仿真優(yōu)化,仿真結(jié)果表明:回波損耗小于-10dB的阻抗帶寬分別為2.2864GHz~2.73GHz(443.6MHz,19%)和4.83GHz~6.92GHz(2090MHz,40%),仿真增益分別為7dB和4dB。針對WLAN頻段的要求,本文設(shè)計了兩種雙頻微帶天線:第一種是在矩形貼片表面加載兩個槽,使天線工作在兩種不同諧振模式下,從而產(chǎn)生雙頻特性。仿真與測試結(jié)果表明:此微帶天線工作于WLAN 2.45/5.8/5.5 GHz頻段,低頻和高頻諧振頻段小于-10dB阻抗帶寬分別為14.69%(2.27~2.63GHz)和7.22%(5.47~5.88 GHz)。第二種通過加載寄生枝節(jié)的方式實(shí)現(xiàn)雙頻。仿真與測試結(jié)果表明:天線工作于WLAN 2.45/5.2/5.8 GHz和WiMAX2.5/3.3/5.5 GHz頻段,阻抗帶寬為2.33~2.69 GHz(360MHz,14.4%)和3.34~5.87 GHz(2530MHz,55%),具有較寬的頻帶。通過對這兩類天線的仿真,以及對雙頻天線的測試,表明兩類天線都能很好的應(yīng)用于WLAN頻段。
【關(guān)鍵詞】：微帶天線 小型寬頻 雙頻 HFSS 帶寬
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN822
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-15
• 1.1 研究背景及意義11
• 1.2 微帶天線的發(fā)展與國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 微帶天線的發(fā)展11-12
• 1.2.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 本文的主要工作安排14-15
• 第二章 微帶天線基礎(chǔ)15-27
• 2.1. 微帶天線基本理論15-18
• 2.1.1 微帶天線簡介15
• 2.1.2 微帶天線的輻射機(jī)理15-16
• 2.1.3 微帶天線的饋電方式16-18
• 2.2. 微帶天線的分析方法18-19
• 2.2.1 傳輸線模型理論18
• 2.2.2 空腔模型理論18-19
• 2.2.3 全波分析理論19
• 2.3 微帶天線的基本性能參數(shù)19-24
• 2.3.1 輸入阻抗與駐波比19-20
• 2.3.2 天線的效率20
• 2.3.3 天線方向圖20-21
• 2.3.4 天線的方向性系數(shù)D和增益G21-22
• 2.3.5 天線的極化22-23
• 2.3.6 天線的帶寬23-24
• 2.4 微帶天線的小型化技術(shù)24-25
• 2.5 微帶天線的寬頻技術(shù)25-26
• 2.6 微帶天線的雙頻技術(shù)26
• 2.7 本章小結(jié)26-27
• 第三章 小型化寬頻微帶天線設(shè)計與仿真27-47
• 3.1 概述27
• 3.2 矩形微帶貼片天線分析27-31
• 3.3 寬頻U型切角天線31-38
• 3.3.1. 寬頻U型切角天線結(jié)構(gòu)31-32
• 3.3.2. 寬頻U型切角天線設(shè)計與仿真32-33
• 3.3.3. 寬頻U型切角天線仿真結(jié)果及分析33-38
• 3.4. 寬頻E型天線38-46
• 3.4.1. 寬頻E型天線結(jié)構(gòu)38-40
• 3.4.2. 寬頻E型天線的設(shè)計40-42
• 3.4.3. 寬頻E型天線相關(guān)尺寸仿真結(jié)果分析42-44
• 3.4.4. 寬頻E型天線仿真結(jié)果分析44-46
• 3.5. 本章小結(jié)46-47
• 第四章 小型化雙頻微帶天線的設(shè)計與仿真47-65
• 4.1 概述47
• 4.2 U型雙頻微帶天線47-55
• 4.2.1 雙頻U型天線的結(jié)構(gòu)47-48
• 4.2.2 雙頻U型天線設(shè)計與仿真48-49
• 4.2.3 雙頻U型天線結(jié)構(gòu)對天線參數(shù)的影響49-52
• 4.2.4 雙頻U型天線仿真與測試結(jié)果52-55
• 4.3 帶有橢圓極子的雙頻微帶天線55-63
• 4.3.1 橢圓極子雙頻天線的結(jié)構(gòu)55-56
• 4.3.2 橢圓極子雙頻天線的設(shè)計與仿真56-57
• 4.3.3 橢圓極子雙頻天線結(jié)構(gòu)尺寸對天線參數(shù)的影響57-60
• 4.3.4 橢圓極子雙頻天線仿真與測試結(jié)果60-63
• 4.4 本章小結(jié)63-65
• 第五章 總結(jié)與展望65-67
• 5.1 總結(jié)65-66
• 5.2 展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 致謝71-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和申請的專利73

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