S波段微带阵列天线的分析与设计

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1、分类号密级UDC编号硕士研究生学位论文论文题目：S波段微带阵列天线的分析与设计英文题目：AnalysisandDesignofS-bandMicrostripArrayAntenna学院物理与电子信息学院专业名称无线电物理研究生姓名唐江梅学号1523090027导师姓名姚斌职称副教授2018年4月5日摘要摘要随着无线通信技术的快速发展，利用微带天线在多频段实现远距的接收和发射成为当前微波通信研究中的重要分支。可重构微带阵列天线在实现多频段、远距传输方面具有特定优势。本文在分析相关天线知识和设计理论的基础上，设计研究了一款用于S波段的多频段微带阵列天线，在此基础上开发研究

2、了一款可用于S波段的频率可重构微带阵列天线，主要工作如下：在介绍并分析微带阵列天线基本理论和设计理论的基础上，研究了介质板厚度及损耗正切值对天线性能参数的影响，整理总结了微带阵列天线的设计流程及微带线宽度和长度的计算技巧。选用FR-4介质基板为主材料，利用HFSS仿真优化并设计制作了一款工作在S波段的22微带阵列天线，并利用矢量网络分析仪在微波暗室中测试了天线性能参数仿真和实测结果显示，该款微带阵列天线具有多个谐振点，最大谐振点为4.4899GHz能够在2.5200GH-2.5400GHz、3.6000GHz-3.8000GHz、4.3000GHz-4.5900GHz

3、等多个频段内工作，其中4.3000GHz-4.5900GHz频段是天线的主要工作频段。在22微带阵列天线左右下方各增加一个独立馈电的贴片单元，利用HFSS仿真优化并制作了一款工作在S波段的23微带阵列天线。利用矢量网络分析仪在微波暗室中对馈电口1和馈电口2分别馈电时的各项性能参数进行了测试。测试结果显示，馈电口2馈电时天线在2.455GHz处发生谐振，谐振处天线的回波损耗值为-29.076dBi，天线主要工作在2.400GHz-2.500GHz频段；馈电口1馈电时天线在3.3834GHz处发生谐振，天线在3.2837GHz-3.4200GHz、3.6100GHz-3

4、.9100GHz，4.1000GHz-4.3000GHz等多个频段工作，其中3.2837GHz-3.4200GHz为天线的最佳工作频段，阻抗带宽最大值300.0MHz。对比22微带阵列天线、23微带阵列天线馈电口2和馈电口1馈电实测回波损耗值，发现22微带天线主要工作频段为4GHz-5GHz。馈电口1馈电时23微带阵列天线的主要工作频段为3GHz-4GHz；馈电口2馈电23微带阵列天线的主要工作频段为2GHz-3GHz。22微带阵列天线和23微带阵列天线工作频段对比显示，在微带阵列天线中增加独立贴片结构将使天线的主要工作频段向低频方向移动。选用不同的馈口馈

5、电时，23微带阵列天线可实现最优工作频段的变换，是一款较好的频率可重构阵列天线I摘要关键词：S波段；微带；阵列天线；分析与设计IIAbstractAbstractWiththerapiddevelopmentofwirelesscommunicationtechnologies,itbecomesanimportantbranchofcurrentmicrowavecommunicationresearchtousemicrostripantennasachievinglong-rangereceptionandtransmissionatmuotiplefreque

6、ncybands.Thereconfigurablemicrostriparrayantennahasparticularadvantagesinimplementingmulti-bandandlong-distancetransmission.Basedontheanalysisofrelatedantennaknowledgeanddesigntheory,wedesignamulti-bandmicrostriparrayantennaforS-bandinthisthesis.And,areconfigurablemicrostriparrayantennat

7、hatcanbealsousedinS-bandhasbeendevelopedandresearched.Thethesisisarrangedasfollows:First,basedonintroductionandanalysisofbasicdesigntheoryofmicrostriparrayantenna,weresearchedtheeffectsofantennaperformanceparametersfromdielectricplatethicknessandlosstangent.Andthedesignfl