宽带圆极化微带天线设计

摘 要

  近年来内置天线在移动终端的数量与日俱增同时功能也日益强大，对天线的网络覆盖和小型化也有了更高的要求，所以怎样使天线能够覆盖多波段并且同时拥有足够小的尺寸成了设计内置天线的主要问题。而微带天线具有体积小、质量轻、剖面薄、易于加工的诸多优点，因此得到了广泛的研究和应用。本文首先介绍了圆极化微带天线的概念、原理及应用前景，并对现有几种形式的微带天线进行了研究，在此基础上用HFSS软件设计出一款宽带天线和一款双点馈电圆极化天线，论文介绍并分析了该天线的设计过程和增益、S11反射系数和轴比等相关性能参数，并用HFSS软件的天线仿真功能对该天线进行了仿真分析。宽带天线通过改变天线尺寸和裁剪等方法使得宽带天线的相对带宽达到25%左右，圆极化天线在谐振频率处实现圆极化，满足设计要求。

关键词： 微带天线， X波段，设计，分析，HFSS，仿真

ABSTRACT

....

KEY WORDS: Microstrip antennas, X-band, design, analysis, HFSS, simulation

目 录

1   绪 论 1

1.1 本课题研究背景 1

1.2 微带天线的发展 1

1.3 微带天线的优缺点 2

1.4 本课题研究内容 3

2  微带天线基本概念及原理 5

2.1 天线的基本概念 5

2.2 天线的辐射原理 6

2.3 天线的基本参数 7

2.3.1 天线的极化 7

2.3.2 天线方向图的概念 8

2.3.3 天线输入阻抗的计算方式 8

2.3.4 天线的谐振频率与工作频带宽带 9

2.3.5 天线的驻波比 9

2.4 微带天线的简介 10

2.4.1 微带天线的结构与分类 10

2.4.2 微带天线的辐射机理 11

2.4.3 微带天线的形状 11

2.5 微带天线的分析方法 11

2.5.1 传输线模型法 12

2.5.2 空腔模型法 14

2.5.3 积分方程法 14

2.6 微带天线的馈电方法 15

2.7 微带天线圆极化技术 16

2.7.1 圆极化天线的原理 16

2.7.2 圆极化实现技术 17

3  宽带异形贴片微带天线设计 21

3.1 微带天线的仿真 21

3.2 Ansoft HFSS高频仿真软件的介绍 21

3.3 HFSS对具体实例的仿真 21

3.3.1 选取微带天线模型 21

3.3.2 微带天线的仿真优化 23

4  双点馈电圆形圆极化微带天线设计 35

4.1 HFSS对圆极化微带天线的仿真 35

4.1.1 选取圆极化微带天线模型 35

4.1.2 圆形圆极化微带天线的仿真优化 35

5  总结结论及展望 41

致 谢 42

参考文献 43