資源描述：
《微帶天線的小型化技術(shù)研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、微帶天線的小型化 技術(shù)研究內(nèi)容引言微帶天線的小型化技術(shù)1.采用高介電常數(shù)的材料2.短路加載3.開槽開縫4.有源捷變結(jié)論引言微波集成技術(shù)和空間技術(shù)迫切需求低剖面天線微帶天線得到日益廣泛的關(guān)注和應(yīng)用體積小、重量輕、低剖面、能與載體共形易于制造,成本低,易于集成便于實(shí)現(xiàn)圓極化、雙極化和雙頻段通信系統(tǒng)的發(fā)展方向小型化多功能高性能傳統(tǒng)手機(jī)天線目前存在著缺點(diǎn)集成度低增益不高人體特定吸收比(SAR)偏高解決以上問題的有效方法－內(nèi)置微帶天線低SAR較高平均有效增益手機(jī)外形設(shè)計多樣化未來手機(jī)天線技術(shù)的發(fā)展方向之一微帶天線的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)微帶天線是由一塊厚度遠(yuǎn)
2、小于波長的介質(zhì)板（稱為介質(zhì)基片）和（用印刷電路或微波集成技術(shù)）覆蓋在它的兩面上的金屬片構(gòu)成的,其中完全覆蓋介質(zhì)板一片稱為接地板,而尺寸可以和波長相比擬的另一片稱為輻射元。微帶天線的結(jié)構(gòu)微帶天線最常用的兩種饋電方式一種是側(cè)面饋電,也就是饋電網(wǎng)絡(luò)與輻射元刻制在同一表面,另一種是底饋,就是以同軸線的外導(dǎo)體直接與接地板相接,內(nèi)導(dǎo)體穿過接地板和介質(zhì)基片與輻射元相接。微帶天線的輻射原理(傳輸線法)輻射元的長為L,寬為W,介質(zhì)基片的厚度為h輻射元、介質(zhì)基片和接地板視為一段長為L的微帶傳輸線傳輸線的兩端斷開形成開路矩形微帶天線開路端電場結(jié)構(gòu)場分布側(cè)視圖
3、微帶天線的小型化技術(shù)1.采用高介電常數(shù)的材料微帶天線的諧振頻率近似與成反比天線諧振頻率固定時，尺寸與成反比介電常數(shù)增大，天線的尺寸將減小設(shè)計實(shí)例兩種不同介電常數(shù)的GPS微帶天線GPS微帶天線微帶天線的增益和帶寬隨介電常數(shù)增大而減小天線（b）通過使用較厚的基片來彌補(bǔ)提高介電常數(shù)而導(dǎo)致的帶寬的下降兩種介電常數(shù)的GPS微帶天線，工作在同一頻率1.575GHz天線（a）的介電常數(shù)為，基片厚度天線（b）的介電常數(shù)為，基片厚度2.短路加載2.1PIFA與PILA矩形微帶天線的場分布矩形微帶貼片天線一般工作在模貼片下電場分布如圖所示沿軸將天線短路，不
4、會改變天線的場分布與常規(guī)天線相比，尺寸減小了50％同軸探針饋電和微帶線饋電的天線叫平面倒F型天線（PIFA）和平面倒L型天線(PILA)短路面局部短路，可使貼片的面積進(jìn)一步減少局部短路PILA天線研究實(shí)例1.PILA天線與常規(guī)矩形貼片相比，天線的帶寬略有下降滿足移動通信的要求，要提高天線的帶寬2.PIFA天線雙L型PIFA天線一個L型貼片單元由同軸探針直接驅(qū)動另外一個L型貼片位于驅(qū)動單元的附近兩個貼片的諧振頻率略有不同通過兩個貼片單元之間的耦合，使天線的帶寬提高了一倍PIFA與PILA以及他們的變形在移動通信終端中被大量使用兩種變形的P
5、IFA雙頻天線3.變形的PIFA雙頻天線圖a中，在貼片的周圍對稱分布寬度為2mm的縫隙內(nèi)部貼片在高頻率端諧振，其余部分在低頻段諧振同軸探針直接和內(nèi)部貼片相連，激勵起兩個頻率接地板向上彎曲90度充分利用天線的高度減小接地的面積減小天線尺寸改善天線的全向輻射特性降低天線鄰近人體效應(yīng)天線在GSM和DCS頻段的帶寬分別是200MHz和180MHz進(jìn)一步去掉電流密度較小的部分貼片不會影響天線的性能進(jìn)一步減小天線的體積圖b是去掉一部分貼片后的天線結(jié)構(gòu)，天線的帶寬分別是180MHz和220MHz。2.2短路探針PIFA和PILA的接地面進(jìn)一步減小，可
6、以用短路探針來代替在80年代初期，短路探針就被用來調(diào)諧天線諧頻率采用同軸探針饋電時，若附加短路探針并靠近饋電探針時可以在很大程度上減小貼片尺寸工作原理同軸饋電探針之間形成強(qiáng)耦合，等效于一個并聯(lián)電容在諧振頻率附近，微帶天線可等效成并聯(lián)諧振電路因此利用短路探針可以使天線在低于諧振頻率處達(dá)到阻抗匹配研究實(shí)例短路探針加載小型化微帶天線各種貼片形狀的短路加載小型化微帶天線圓形貼片面積減小約90％，帶寬降低0.6%采用三角形貼片單元，短路探針加載后面積小于常規(guī)天線的5％三角形貼片的0場位于軸距底邊處，與矩形和圓形貼片相比，有很大的調(diào)整范圍短路探針的
7、位置愈靠近貼片的周圍天線的面積減小的越厲害饋電的位置愈靠近短路點(diǎn)帶來制造工藝上的困難對輸入阻抗的特性影響非常敏感天線的阻抗帶寬非常窄在許多場合并不適用解決辦法－采用多個短路探針短路點(diǎn)和饋電點(diǎn)的距離明顯增大如果采用空氣介質(zhì)，帶寬可達(dá)到10％短路探針的存在，H面的交叉極化電平明顯提高解決方法－平衡饋電用兩個關(guān)于原點(diǎn)對稱的短路探針饋電處的相位相差180度交叉極化電平降低了20dB交叉電平的提高以增加天線的面積為代價是常規(guī)短路加載圓形貼片面積的2.7倍平衡饋電小型化圓形微帶天線2.3電阻加載電阻加載小型化微帶天線增大阻抗帶寬的一種途徑是將短路探
8、針替換成電阻加載加載一個1歐姆的電阻矩形天線的諧振頻率從1900MHz降低為710MHz10dB阻抗帶寬是9.3%,大約為常規(guī)矩形貼片的4.9倍，短路加載天線的6.6倍在明顯增加帶寬的同時，又增大了歐姆損耗
