低輪廓天線尺寸縮減技術研究.pdf

1、目前無線通信技術的發(fā)展和各種通信標準的日益興起,無線產(chǎn)品的功能變得越來越復雜,一般可以支持多個頻段不同通信標準。無線產(chǎn)品內(nèi)部的電路也更加復雜,在無線終端產(chǎn)品設計時給天線預留的空間也越來越少,但是對天線的功能要求卻越來越多。市場上無線產(chǎn)品種類繁多,用戶在購買產(chǎn)品時可以有更多的選擇空間。大多數(shù)用戶趨向于購買體積小、便于攜帶的無線產(chǎn)品。因此無論是技術的發(fā)展還是市場的趨勢,都對無線產(chǎn)品的小型化要求越來越高。電路的高度集成化可以跟上無線設備小型化

2、的需求,但是天線的體積往往成為無線產(chǎn)品縮減體積的“瓶頸”。所以小型化、多頻段、寬頻帶是天線設計的一個重要的發(fā)展趨勢。
　　 射頻識別(RFID,Radio Frequency Identification Technique)技術近些年來興起的一項重要的非接觸式自動識別技術,被廣泛的應用于工業(yè)、商業(yè)、交通運輸?shù)缺姸囝I域。隨著RFID技術的發(fā)展,RFID系統(tǒng)也向著小型化、易共形、低成本、低損耗方向發(fā)展。RFID標簽與閱讀器是采用無

3、接觸的通信方式,這樣就需要天線作為輻射接收電磁波,所以天線在RFID系統(tǒng)中起著至關重要的作用。因此,天線的小型化對RFID系統(tǒng)的小型化有著重大的意義,也成為了RFID技術研究的熱點之一。
　　 針對以上問題,本文以基于基片集成波導技術(SIW)的背腔式縫隙輻射天線為主要研究對象,深入研究了天線尺寸縮減技術,實現(xiàn)了天線小型化的目的。另外,還研究了RFID標簽天線小型化技術。主要研究內(nèi)容如下:
　　 (1)研究了基片集成波導

4、以及折疊基片集成波導的傳輸特性,并利用此技術設計了背腔縫隙輻射天線,利用此技術設計的背腔式縫隙輻射天線克服了原先矩形波導笨重,尺寸較大,不便于集成等缺陷。
　　 (2)設計天線陣列饋電網(wǎng)絡,了解目前先進的饋電網(wǎng)絡結構,通過嘗試不同的形狀,不同原理的饋電結構,實現(xiàn)一種尺寸較小,各饋電端口幅度相位相等的饋電網(wǎng)絡。本文中利用T型結進行兩次功率分配的并聯(lián)饋電網(wǎng)絡,該網(wǎng)絡阻抗匹配好,頻帶帶寬寬,尺寸容易控制。在研究了基于基片集成波導背腔縫

5、隙天線單元以及天線陣列饋電網(wǎng)絡的基礎上,分別設計了1X2,2X2的天線陣列。
　　 (3)最后討論RFID標簽天線的理論及尺寸縮減技術,利用彎折線技術設計了RFID標簽天線。另外討論了RFID抗金屬標簽天線,利用微帶天線設計了一款RFID抗金屬標簽天線。
　　 仿真結果表明利用基片集成波導技術設計的背腔式縫隙輻射天線有較好的輻射性能,單個天線單元最大增益能夠達到6.4dBi,天線易于與平面電路集成,具有低損耗等優(yōu)點。RF