多频微带天线研究

论文摘要

近年来,由于无线通信系统向着大容量﹑多功能﹑智能化的趋势飞速发展,天线作为无线通信系统不可缺少的一部分也在向着小型化﹑多频化和宽带化的趋势发展。微带天线因为具有很多优点,得到了广泛的应用,但带宽偏窄是它的缺点。为了适应时代的发展,研究如何克服它的缺点,得到多频宽带的微带天线是有必要的。本文研究的重点就是多频宽带微带天线。提出了三种多频宽带微带天线的实现形式,并采用理论分析﹑数值仿真和实验验证的方式对它们进行了研究。第一种天线是利用微带天线单片多模特性设计的三频宽带天线。它采用容性探针馈电。目前用容性探针馈电的微带天线,都是厚度较大的单频宽带天线,辐射贴片一般为矩形。本文减小了微带天线厚度,并通过在矩形辐射贴片上开十字槽,得到了一个三频宽带微带天线。该天线在2.34-2.60GHz,3.79-3.88GHz和4.93-6.16GHz三个频段间的S11≤-10dB。第二种天线是一个双频宽带微带天线。它的结构和第一种天线相似,仅对辐射贴片作了适当的改进,抑制了三频天线中不需要的那个谐振模式,得到了一个双频宽带微带天线。该天线在2.38-2.52GHz和5.02-6.07GHz间S11≤-10dB,成功的覆盖了无线局域网要求的2.45 GHz （2400– 2484 MHz）、5.2 GHz （5150–5350 MHz）和5.8 GHz （5725–5825 MHz）频段。第三种天线是利用多片技术设计的平面双贴片双频宽带微带天线。但是该天线的结构与一般的共面多频谐振器结构天线不同,它的馈电方式比较特别。这种结构天线的优点是几乎可以将两个子天线单独设计,双频比极易调节,且带宽比较宽,在两个频段上有着极相似的阻抗特性和辐射特性。通过论文的研究进一步证实了用微带天线制作多频宽带天线还是有很多潜力可以挖掘的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 微带线的结构及矩形贴片天线辐射原理
• 1.2.1 微带线的结构和基本公式
• 1.2.2 矩形贴片天线的辐射原理及分析方法
• 1.3 传输线模型法和空腔模型理论
• 1.3.1 传输线模型
• 1.3.2 腔模理论
• 1.4 微带天线的数值分析方法
• 1.4.1 矩量法
• 1.4.2 时域有限差分法
• 1.4.3 有限元法
• 1.5 微带天线的多频和宽频带技术
• 1.5.1 多频技术
• 1.5.2 宽频技术
• 1.6 论文主要内容及结构安排
• 第二章 容性探针馈电的多频宽带微带天线研究
• 2.1 矩形贴片微带天线的研究
• 2.1.1 天线结构
• 2.1.2 天线的仿真
• 2.1.3 小结
• 2.2 一种三频宽带微带天线的设计
• 2.2.1 天线结构设计
• 2.2.2 天线的仿真
• 2.2.3 小结
• 2.3 双频宽带微带天线设计
• 2.3.1 天线结构的设计
• 2.3.2 数值仿真
• 2.3.3 实测结果及分析
• 2.2.4 小结
• 2.4 小结
• 第三章 双频宽带微带天线设计
• 3.1 平面双贴片双频宽带微带天线设计与仿真
• 3.1.1 天线结构
• 3.1.2 天线材料的选择
• 3.1.3 天线的数值仿真及分析
• 3.2 天线改进建议
• 3.3 小结
• 第四章 结论与展望
• 4.1 本论文的主要工作和创新点
• 4.2 未来工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果