矩形微帶天線設(shè)計與分析

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1、矩形微帶天線設(shè)計與分析萬聰,沈誠誠,王一平2011級通信2、4班沈誠誠:主要負(fù)責(zé)資料準(zhǔn)備與整理王一平:主要負(fù)責(zé)論文的格式與后期資料擴(kuò)充萬聰:主要負(fù)責(zé)設(shè)計模型三人共同學(xué)習(xí)hfss軟件設(shè)計模型,共同參與討論編寫論文,發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)合作的精神,克服所遇到問題,完成好老師布置的作業(yè)。摘要:微帶天線以其體積小、重量輕、低剖面等獨(dú)特的優(yōu)點引起了相關(guān)領(lǐng)域的廣泛重視,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在1OOMHz—1OOGHz的寬廣頻域上的大量的無線電設(shè)備中。本文介紹了一種諧振頻率為2.45GHz,天線輸入阻抗為50Ω的使用同軸線饋電的矩形微帶天線。本論文給出了詳細(xì)的設(shè)計流程:根據(jù)理論經(jīng)驗公式初步計算出矩形微帶天線的尺寸,然后在HF

2、SS里建模仿真,根據(jù)仿真結(jié)果反復(fù)調(diào)整天線的尺寸,直到仿真結(jié)果中天線的中心頻率不再偏離2.44GHz為止。微帶天線固有的缺陷是窄帶性,它的窄帶性主要是受尺寸的影響,在不改變天線中心頻率的前提下,通過理論經(jīng)驗公式與仿真軟件的結(jié)合,給出了微帶天線比較合理的尺寸。通過HFSS13.0軟件對該天線進(jìn)行仿真、優(yōu)化,最終得到最佳性能。關(guān)鍵詞:微帶天線、諧振頻率、HFSSAbstract:themicrostripantennahasattractedwideattentionfromrelatedfieldswiththeadvantagesofsmallvolume,lightweight,lowprof

3、ile,unique,alotofradioequipmenthasbeenwidelyappliedinbroadfrequencyrange1OOMHz-1OOGHzofthe.Thispaperintroducesa2.45GHzresonantfrequency,inputimpedanceoftheantennafortherectangularmicrostripantennausinga50ohmcoaxialfeed.Thispapergivesadetaileddesignprocess:accordingtothetheoryofempiricalformulacalcul

4、atedthesizeofrectangularmicrostripantenna,thenmodelingandSimulationinHFSS,repeatedadjustmentaccordingtothesimulationresultsoftheantennasize,untilthesimulationresultsinthecenterfrequencyantennacannotdepartfromthe2.44GHztostop.Theinherentdefectsofmicrostripantennaisnarrow,narrowbanditismainlyaffectedb

5、ythesize,inthepremiseofnotchangingtheantennacenterfrequency,throughacombinationoftheoreticalformulaandsimulationsoftware,thereasonablesizeofmicrostripantenna.TheantennaissimulatedbyHFSS13software,optimization,andultimatelygetthebestperformance.關(guān)鍵詞:微帶天線、諧振頻率、HFSSKeywords:microstripantenna,resonantfre

6、quency,HFSS1.前言微帶天線的概念首先是由Deschamps于1953年提出來的。微帶天線(microstripantenna)在一個薄介質(zhì)基片上,一面附上金屬薄層作為接地板,另一面用光刻腐蝕方法制成一定形狀的金屬貼片,利用微帶線或同軸探針對貼片饋電構(gòu)成的天線。微帶天線分2種:①貼片形狀是一細(xì)長帶條,則為微帶振子天線。②貼片是一個面積單元時,則為微帶天線。如果把接地板刻出縫隙,而在介質(zhì)基片的另一面印制出微帶線時,縫隙饋電,則構(gòu)成微帶縫隙天線。經(jīng)過20多年的發(fā)展,Munson和Howell于20世紀(jì)70年代初期制造了實際的微帶天線。微帶天線結(jié)構(gòu)簡單,體積小,能與載體共形,能和有源器件、

7、電路等集成為統(tǒng)一的整體,已被大量應(yīng)用于100MHz~100GHz寬頻域上的無線電設(shè)備中,特別是在飛行器和地面便攜式設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。微帶天線的特征是:比通常的微波天線有更多的物理參數(shù),可以有任意的幾何形狀和尺寸;能夠提供50Ω輸入阻抗,不需要匹配電路或變換器;比較容易精確制造,可重復(fù)性較好;可通過耦合饋電,天線和RF電路不需要物理連接;較易將發(fā)射和接收信號頻段分開;輻射方向圖具有各向同性。本文

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