小型化宽频带微带天线的理论研究与设计

论文摘要

近年来,由于通信事业的快速发展,对天线领域的关注也越来越多。微带天线以其本身具有体积小、成本低、结构稳定、易集成化等显著特点得到了广泛应用,但研究表明应用于低频段的微带天线尺寸还是很大,而且微带天线的小型化与宽频带特性通常不能同时满足,所以本文将设计一款兼备小型化与宽频带的微带天线,这将具有很好的应用价值。同时,由于无线通信领域的应用面越来越广,已经扩展到了无线局域网（WLAN）以及3G频段,所以也带来了天线领域的繁荣,因此本文针对WLAN、W-CDMA天线也进行了进一步研究,设计出两款新颖的双频段天线。本论文首先介绍了微带天线的基本理论,主要包括微带天线的定义、分类、辐射机理、馈电方式及分析方法等。然后根据这些理论,利用电磁仿真软件CST对本文设计的几种微带天线建模并仿真,分析了几项基本参数对工作带宽的影响。本论文的主要工作内容分为两个部分。第一部分是小型化宽频带微带天线的设计,从简单矩形微带天线入手,设计出一款满足小型化和宽频带的新型天线,使其工作在2.4GHz频段,还具体分析了影响天线小型化和宽频带的因素,最终结果表明该款天线达到了设计指标。第二部分研究设计了两款双频微带天线：WLAN天线和应用于3G频段的W-CDMA天线,通过对不同参数的扫描分析,得到了较好的仿真结果。最后,对论文工作进行了总结,也提出了设计中的不足以及需要改进的部分。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 微带天线的发展状况
• 1.3 本文的研究工作及内容安排
• 第2章 微带天线基本理论
• 2.1 引言
• 2.1.1 微带天线的结构和分类
• 2.1.2 微带天线的性能及应用
• 2.2 微带天线的基本工作机理
• 2.2.1 微带天线的性能参数
• 2.2.2 微带天线的辐射机理
• 2.3 微带天线的馈电方式
• 2.4 微带天线的分析方法
• 2.4.1 传输线模型法
• 2.4.2 空腔模型理论
• 2.4.3 全波分析法
• 2.5 本章小结
• 第3章 微带天线的小型化宽频带及多频技术
• 3.1 微带天线的小型化技术
• 3.1.1 增加介电常数
• 3.1.2 短路加载技术
• 3.1.3 曲流技术
• 3.2 微带天线的宽频带技术
• 3.2.1 通过微带天线等效电路参数修改
• 3.2.2 改变天线结构
• 3.2.3 微带天线加载技术
• 3.3 微带天线的多频技术
• 3.3.1 单一贴片采用不同自然模实现双频/多频
• 3.3.2 单一贴片上开槽或加载实现双频/多频
• 3.3.3 多层贴片结构实现双频/多频
• 3.4 本章小结
• 第4章 小型化宽频带微带天线的设计
• 4.1 引言
• 4.2 简单矩形微带天线的设计
• 4.2.1 矩形微带天线模型建立
• 4.2.2 仿真结果分析
• 4.2.3 展宽矩形微带天线带宽方法的分析
• 4.3 小型化宽频带微带天线的设计
• 4.3.1 小型化宽频带微带天线模型建立
• 4.3.2 天线贴片单元和谐振频率关系的研究
• 4.3.3 仿真结果分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 双频微带天线的设计
• 5.1 概述
• 5.2 WLAN天线设计
• 5.2.1 WLAN天线概述
• 5.2.2 天线模型的建立
• 5.2.3 有关参数分析
• 5.2.4 仿真结果及分析
• 5.3 W-CDMA天线设计
• 5.3.1 W-CDMA天线概述
• 5.3.2 天线模型建立
• 5.3.3 有关参数分析
• 5.3.4 仿真结果及分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢