差分微帶天線設(shè)計及其傳輸線模型研究.pdf

1、無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，促進了全集成射頻前端產(chǎn)品的需要。集成射頻前端通常采用差分技術(shù)實現(xiàn)，作為射頻前端的關(guān)鍵部件之一，大多數(shù)天線設(shè)計為單端口器件，差分天線改變了傳統(tǒng)天線的設(shè)計方法，直接把差分信號饋入到天線的兩個端口，為設(shè)計高集成的射頻前端提供了新的途徑。與當(dāng)前無線通訊設(shè)備的發(fā)展趨勢相適應(yīng)，天線越來越多的與其他通信設(shè)備集成在一起，而為了保證無線通訊系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，必須考慮電磁兼容的問題，考慮天線的輻射影響，這就需要對天線進行數(shù)值分析。天線

2、數(shù)值分析就是是求解天線在其周圍空間建立的電磁場。分析天線的方法有三種:傳輸線法、空腔模型和積分方程法，而其中傳輸線法最為簡單，在工程上也常用傳輸線法來解決問題，利用傳輸線理論建立天線的傳輸線模型，能夠從天線輻射的物理意義上了解其基本的電參數(shù)。
　　 本文主要研究了單頻段差分微帶天線和層疊式小型化差分雙頻微帶天線的傳輸線模型。論文的主要內(nèi)容分為以下幾個部分:
　　 首先，介紹了差分微帶天線和傳輸線模型的研究現(xiàn)狀、表征天線性

3、能的幾個重要參數(shù)，及微帶天線常用分析方法。
　　 其次，提出了一種小型化單頻段差分微帶天線。在微帶貼片對稱的位置上開了兩個凹型槽，改變了貼片電流的路徑，增加了電流的有效路徑，等效加長了貼片的長度，實現(xiàn)了天線的小型化。天線采用同軸探針饋電，工作在2.39GHz。
　　 最后，設(shè)計了工作在2.4GHz和5.2GHz的層疊式小型化差分雙頻微帶天線，并建立了其傳輸線模型。差分雙頻微帶天線的半波長輻射貼片分布在上、下兩層介質(zhì)基板上

4、，通過垂直過孔連接上、下層貼片，實現(xiàn)了微帶天線小型化的目的;差分雙頻微帶天線的上層貼片尺寸決定高頻，上層貼片與下層貼片尺寸共同決定低頻，實現(xiàn)了雙頻段諧振。傳輸線模型中將每段貼片都等效為一段傳輸線，傳輸線開路端等效為輻射縫隙，連接層疊貼片的過孔等效成并聯(lián)的電阻、電容、電感。重點計算了上下層貼片之間的電磁耦合，導(dǎo)出了過孔的導(dǎo)納計算公式。為了進一步驗證了傳輸線模型的有效性，設(shè)計了工作在3.5GHz和5.8GHz的差分雙頻微帶天線，仿真結(jié)果與計