毕业设计（论文）-小型化双频微带天线的特性研究

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1、泉州师范学院毕业论文（设计）题目小型化双频微带天线的特性研究物理与信息工程学院电子信息科学与技术专业07级学生姓名学号070303030指导教师职称副教授完成日期2011年4月教务处制34小型化双频微带天线的特性研究物理与信息工程学院电子信息科学与技术专业指导教师　副教授摘要：为了减少通信之间的干扰，且为了天线能同时满足多个通信系统要求，天线需在不同的频段下工作，本文通过研究两个背对的“C”的微带天线的特性，它主要采用了曲流技术增大电流的路径和双振模式实现天线的小型化，通过HFSS软件来仿真模型，改变微带天线的各个参数的尺寸来研究微带天线在2.4G和5.8G时性能的变

2、化情况。 关键词：微带天线；双频；HFSS34目录引言3第一章双频微带天线的结构4第二章天线的仿真及测试结果分析52.1天线的反射损耗图52.2天线的场强方向图82.3天线的电流分布图9第三章天线的敏感性分析103.1L对S11的影响113.1.1L1对S11的影响113.1.2L2对S11的影响123.1.3L3对S11的影响123.1.4L4对S11的影响123.2S对S11的影响143.2.1S1对S11的影响143.2.2S2对S11的影响143.2.3S3对S11的影响153.2.4S4对S11的影响153.3Lf对S11的影响163.4Wf对S11的影响1

3、7第四章天线的灵敏度分析和优化设计174.1L的灵敏度分析184.1.1L1的灵敏度分析184.1.2L2的灵敏度分析194.1.3L3的灵敏度分析204.1.4L4的灵敏度分析214.2S的灵敏度分析224.2.1S1的灵敏度分析224.2.2S2的灵敏度分析234.2.3S3的灵敏度分析244.2.4S4的灵敏度分析254.3Wf的灵敏度分析264.4天线的优化结果及分析27第五章结束语32致谢32参考文献33英文摘要3434引言微带天线是20世纪70年代研究成功的一种新型天线，它是由介质基片，另一侧为平面几何形状的导体贴片和基片另一面上的接地板构成。它体积小、重

4、量轻、剥面薄，容易实现双频段，双极化，便于获得圆极化，平面结构，与微波毫米波无源电路有源电路以及集成电路的兼容性好等优点[1]。但随着无线通信的不断发展，使得通信系统不断的更新和扩容，在要求天线能在宽频的条件下工作同时能够满足多个系统的通信要求，所以研究多频带微带天线的特性已经成为迫切的课题。就目前而言双频化技术主要有：在矩形的辐射边附近刻蚀缝隙；带有短路针和缝隙的矩形贴片；采用多层贴片；inclined缝隙耦合的矩形贴片；采用单一馈电、单层结构的双频技术。本文设计的是一种小型化的双频微带天线，其中心频率是2.4G和5.8G，2.4G频段是全球免费使用的ISM频段，蓝

5、牙、802.11b和Zigbee都工作在2.4G频段，为了不会使多技术在该频段造成的干扰，特别在802.11a中增加了5.8G频段，所以同时工作在2.4G和5.8G频段的双频天线是非常有意义的[2]。通过HFSS软件对其进行仿真来改变双频微带天线的结构尺寸观察双频微带天线的S参数变化情况得出双频微带天线的最佳尺寸。34第一章双频微带天线的结构双频天线的仿真及其平面结构如图1所示，（1）为天线的平面图，微带天线主要有三部分组成，其中黑色的表示微带馈线和天线的辐射单元，在介质板的同一侧，位于介质板的下方的灰色部分为微带天线的接地板。（2）为其仿真结构，微带天线的辐射单元由

6、50ohm的微带线馈电，同轴线与微带线之间是通过SAM连接器连接的，由图可知双频微带天线是对称结构的，经过仿真效果得出我们把介质基片用的是环氧玻璃布层压绝缘板FR4-epoxy，它的节电常数是4.4，厚度是1.6mm，接地板的大小为WgxLg，接地板并没有完全覆盖整个微带天线，微带线的尺寸为LfxWf。辐射贴片由两个对称的形如背对的“C”行的臂组成，两个“C”行通过放置在中间的短线连接，天线是在空气中应用的所以仿真模型加了空气腔以模拟微带天线的真实工作环境，双频微带天线是通过采用曲流技术，增大电流的路径，从而实现天线的小型化[3]。（1）示意图34（2）仿真图图1微带

7、天线结构第二章天线的仿真及测试结果分析利用仿真软件AnsoftHFSS对双频微带天线进行仿真，先把各个参数的尺寸设为如下：Lg=20mm,Wg=9.8mm，Lf=10.2mm，Wf=0.8mm，L1=3.2m，S1=0.6mm，L2=11mm，S2=1.2mm，L3=5.2mm,S3=31.2mm，L4=2.8mm,S4=0.8mm。2.1天线的反射损耗图天线的反射损耗曲线如图2所示，也即为S11的曲线图，由图可知在低频段2.4GHz附近，有较小的反射损耗，其工作范围是2.32GHz～2.70GHz，在低频段的绝对带宽为390MHz，其中心频率为2.