《小型天线技术》PPT课件

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1、小型天线技术＊CompactandBroadbandMicrostripAntennas＊BroadbandMicrostripAntennas小天线是移动通信系统中的关键技术之一随着移动无线通信技术的发展，各种移动通信设备中的与设备共形的天线技术得到了长足的发展：如1。GSM(globalsystemformobilecommunication)手机工作在800－900MHz2。全球定位系统(GPS:globalpositioningsystem)工作在1.5GHz3。IEEE802.11为协议的无线局域

2、网工作在2.4GHz;.4。以IEEE802.16为协议的无线城局域网工作在5.8GHz5。2002年美国联邦通信委员会（FCC）通过了极宽带通信技术（UWB）所规定的频率汇聚范围为3－11GHz小天线技术为满足以上各种移动通信的需求近二十年来人们发展了各种类型的小天线。小天线具有外型尺寸小，重量轻，结构简单造价低等特点。某些小天线还具有与通信设备共形的特性和嵌入系统整机的特性。小天线主要类型小天线有各种类型，其中以微带贴片天线和倒　‘F’天线应用较广泛1。微带贴片天线(Microstripsubstrat

3、epatchantenna)2。倒‘F’天线PIFA：PlanarinvertFantenna微带贴片天线微带贴片天线是1953年由Deschamps,G.A.在他所发表的论文,‘‘MicrostripMicrowaveAntennas,’’Proc.3rdUSAFSymposiumonAntennas,1953.首先提出来的，文献中又简写为MSA（MicrostripAntenna).1970年Munson和Howell对微带小天线的发展作出了重要的贡献。主要优缺点：优点：重量小，体积小，易于制造。可以使

4、用微带（微波基片）电路制造技术批量生产，造价低。可与其他集成电路集成在同一块电路板上，可以使用多种极化技术。可以工作在多个频带或宽频带上可以构成自适应天线；可重构天线或自结构天线等下一代智能天线（SmartAntennas）主要缺点：·NarrowBW;典型的工作带宽只有5%·Lowergain;·Lowpower-handlingcapability.规则形状的微带天线，具有工作频带较窄增益低的特点，但利用一定的技术可以克服这些缺点。目前使用MSA技术的天线可以构成UWB天线使用适当的结构也可以克服低增益

5、的缺点。宽带工作的微带天线的例子IEEEMICROWAVEANDWIRELESSCOMPONENTSLETTERS,VOL.15,NO.6,JUNE2005395IEEEANTENNASANDWIRELESSPROPAGATIONLETTERS,VOL.4,2005237ApplicationsofMSAProximityfuses:接近引信；Pagers:Apublic-addresssystemusedforsummoningpurposes.microwavehyperthermia微波加热；Intr

6、uderalarm入侵报警,telemetry遥测天线的带宽理论：天线的阻抗带宽一般是指天线的输入口的反射系数小于－10dB的频率宽度或指其输入口的电压驻波比小于2的频率宽度。阻抗带宽电压驻波比与反射系数的关系天线的阻抗匹配网络加入一微带结构的匹配网络可以大大减小天线工作频带内的反射。基本公式反射系数输入阻抗与传输线之间的关系主要分析方法：·Thetransmissionlinemodel;·Thecavitymodel;·TheMNM..NumericalMethod这里MNM是多口网络模型的缩写mult

7、iportnetworkmodel基本贴片天线分析对一矩形MSA，其工作主要依靠其边缘电流的辐射。当矩形边长为L时，其工作波长λ的一半略小于L，即L~λ/2.λ是介质基片中的电磁波波长，与自由空间中的电磁波长λ0的关系为为有效介电常数，是相对介电常数　　，频率与传输线结构的函数微带天线的分析2对较复杂的微带天线的分析需采用数值分析方法。主要数值方法有：·Themethodofmoments(MoM);IE3D矩量法·Thefinite-elementmethod(FEM);HFSS有限元法·Thespect

8、raldomaintechnique(SDT);谱域法·Thefinite-differencetimedomain(FDTD)method.XFDTD时域有限差分法.Thefinite-integralmethod(FIM)CST有限积分法小型微带天线技术小型微带天线技术主要有1。使用高介质常数基片（εr>20)2。使用边缘短路技术3.使用开缝技术，加长电流路径4。多层介质开孔耦合技术5。其他技术。如加载技术小