小型寬帶多頻天線的研究與設(shè)計(jì)
本文關(guān)鍵詞:小型寬帶多頻天線的研究與設(shè)計(jì),由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:近幾十年來,隨著移動(dòng)通信技術(shù)和微波毫米波技術(shù)的飛速進(jìn)步,天線作為通信系統(tǒng)的關(guān)鍵部件正面臨著越來越多技術(shù)上的難點(diǎn)。為了便于天線和通信系統(tǒng)集成以及防止工作在相同頻段的天線之間相互干擾,可以采用滿足小型化、多頻化、寬頻化的天線。微帶天線具有占用空間小,剖面低,容易集成等優(yōu)點(diǎn),因而能夠很好的滿足天線對于小型化、多頻化、寬頻化的要求。本論文首先介紹了微帶天線的基本理論、分析方法以及國內(nèi)外發(fā)展情況,然后總結(jié)了目前實(shí)現(xiàn)天線小型化、多頻段、寬頻化的常見技術(shù)手段,最后根據(jù)以上論述提出了三款小型寬帶多頻天線,第一款天線包括一個(gè)圓環(huán)以及加載在該圓環(huán)上的三個(gè)彎折的支節(jié),工作可以工作在在GSM900/GSM1800/WLAN/WIMAX頻段。第二款天線包括一個(gè)T型結(jié)構(gòu)和一段彎折的結(jié)構(gòu),該天線通過彎折曲流減小了體積,通過T型結(jié)構(gòu)和其上的彎折部分互相耦合拓寬了相應(yīng)頻段的帶寬,天線的工作頻帶可以覆蓋GSM/UMTS/WLAN/WIMAX。第三款天線包括一個(gè)開縫隙的梯形結(jié)構(gòu)以及一個(gè)加載在梯形結(jié)構(gòu)上的U形微帶結(jié)構(gòu),該天線通過在梯形結(jié)構(gòu)上開縫隙和加載支節(jié)的方式使得天線能覆蓋多個(gè)頻段,該天線能工作在GSM/DCS/PCS/UMTS/LTE/WALN/WIAMX頻段。本文使用HFSS13.0對所提出的天線進(jìn)行仿真分析,討論了天線的不同參數(shù)對天線的影響,所設(shè)計(jì)的天線經(jīng)過優(yōu)化后獲得了較好的性能。最后加工了天線實(shí)物,天線的實(shí)測結(jié)果表明:仿真結(jié)果與實(shí)測結(jié)果基本一致,所設(shè)計(jì)天線基本滿足了小型多頻寬帶天線的技術(shù)指標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】:微帶天線 小型化 多頻段 寬頻帶
【學(xué)位授予單位】:電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TN822
【目錄】:
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-9
- 第一章 緒論9-12
- 1.1 選題背景及研究意義9
- 1.2 微帶天線的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和主要研究方向9-10
- 1.3 論文所做工作和全文內(nèi)容安排10-12
- 第二章 微帶天線基礎(chǔ)和常用分析方法12-27
- 2.1 微帶天線基礎(chǔ)12-17
- 2.1.1 微帶天線的定義12
- 2.1.2 微帶天線的類型12-13
- 2.1.3 微帶天線的輻射原理13-14
- 2.1.4 微帶天線的饋電方式14-17
- 2.2 微帶天線的常用分析方法17-20
- 2.2.1 概述17
- 2.2.2 傳輸線模型理論17-19
- 2.2.3 空腔模型理論19-20
- 2.2.4 全波分析理論20
- 2.3 微帶天線的數(shù)值分析法20-21
- 2.3.1 矩量法(MOM)20-21
- 2.3.2 時(shí)域有限差分法(FDTD)21
- 2.3.3 有限元法(FEM)21
- 2.4 微帶天線的基本參數(shù)21-27
- 2.4.1 天線的輸入阻抗和帶寬22
- 2.4.2 天線的S參數(shù)22-24
- 2.4.3 天線的方向圖24-25
- 2.4.4 天線的增益25-26
- 2.4.5 天線的極化方式26-27
- 第三章 天線的小型化、多頻化和寬帶化技術(shù)27-35
- 3.1 天線的小型化技術(shù)27-30
- 3.1.1 高介電常數(shù)法27
- 3.1.2 短路加載法27-28
- 3.1.3 表面曲流技術(shù)28-30
- 3.1.4 采用PIFA結(jié)構(gòu)30
- 3.2 天線的多頻段技術(shù)30-32
- 3.2.1 多工作模式法31
- 3.2.2 多貼片層疊法31-32
- 3.3 天線的寬頻化技術(shù)32-35
- 3.3.1 采用低ε_(tái)r或高tanδ介質(zhì)基片32-33
- 3.3.2 增加介質(zhì)基片的厚度33
- 3.3.3 添加阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)33-34
- 3.3.4 采用特殊形狀的輻射體34-35
- 第四章 小型寬帶多頻天線的設(shè)計(jì)35-68
- 4.1 高頻仿真軟件HFSS簡介35
- 4.2 十頻微帶天線設(shè)計(jì)35-45
- 4.2.1 十頻微帶天線的結(jié)構(gòu)36-37
- 4.2.2 十頻微帶天線的仿真結(jié)果與輻射機(jī)理分析37-38
- 4.2.3 天線在各諧振頻率處的電流分布38-39
- 4.2.4 天線的參數(shù)對回波損耗影響的分析39-41
- 4.2.5 十頻微帶天線的輻射方向圖和駐波比41-45
- 4.3 可應(yīng)用于UMTS頻段的微帶八頻天線45-56
- 4.3.1 八頻天線的結(jié)構(gòu)45-46
- 4.3.2 八頻天線的仿真結(jié)果和輻射機(jī)理分析46-48
- 4.3.3 天線在各諧振頻率處的電流分布48-49
- 4.3.4 天線的參數(shù)對輻射性能影響的分析49-52
- 4.3.5 耦合饋電八頻天線的輻射方向圖和駐波比52-56
- 4.4 微帶饋電十頻單極子天線56-68
- 4.4.1 微帶饋電十頻單極子天線的結(jié)構(gòu)56-57
- 4.4.2 十頻單極子天線的仿真結(jié)果和輻射機(jī)理分析57-59
- 4.4.3 天線在各諧振頻率處的電流分布59-61
- 4.4.4 天線的不同參數(shù)對天線性能的影響61-64
- 4.4.5 十頻單極子天線的輻射方向圖和駐波比64-68
- 第五章 總結(jié)和展望68-69
- 致謝69-70
- 參考文獻(xiàn)70-73
- 攻讀碩士期間所取得的成果73-74
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