小型化寬帶多層微帶貼片天線研究.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展和應(yīng)用，衛(wèi)星通訊，WLAN等新型通信方式對無線通信系統(tǒng)提出了日益嚴(yán)苛的要求，無線通信設(shè)備及其電子器件不斷向著小型化，寬頻帶方向發(fā)展。天線作為發(fā)射和接收無線通信信號的器件，是一個(gè)非常重要的無線通信系統(tǒng)部件，其對無線電信號輻射性能的好壞直接影響到整個(gè)通信系統(tǒng)的通信質(zhì)量和效率。天線尺寸的大小也往往成為制約無線通信系統(tǒng)小型化發(fā)展的主要障礙。微帶貼片天線因具有剖面低、重量輕、成本低、易于制造且可以和射頻微波電路集成等特點(diǎn)

2、而得到廣泛應(yīng)用。所以小型化寬頻帶微帶貼片天線的研究具有實(shí)用價(jià)值，是當(dāng)今無線通信技術(shù)中一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。
　　論文概述了微帶天線在小型化以及展寬頻帶方面的國內(nèi)外最新研究狀況及發(fā)展趨勢，介紹了微帶天線的分析方法，總結(jié)了微帶天線展寬頻帶以及減小天線尺寸的技術(shù)手段。論文提出了三種基于1/8波長的多層小型化寬帶微帶天線新結(jié)構(gòu)，并通過軟件仿真，分析總結(jié)了主要天線設(shè)計(jì)參數(shù)改變時(shí)對天線性能影響的規(guī)律，優(yōu)化了天線設(shè)計(jì)方案并對天線的帶寬、輻射方向圖

3、、增益等天線特性進(jìn)行了討論。這三種天線——包括接地板——尺寸為40mm×40mm，中心頻率在1.55GHz左右，相對帶寬約為8％。制作出了上述三種實(shí)物天線并利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對它們進(jìn)行了測量，天線的實(shí)測帶寬與仿真結(jié)果吻合。
　　論文還研究設(shè)計(jì)了小型化超寬帶天線，提出了三種半尺寸四分之一波長超寬帶小型微帶天線。半尺寸L縫隙多層超寬帶天線無填充介質(zhì)，尺寸為18mm×7.5mm，仿真結(jié)果表明在4.3-6.4GHz頻帶上VSWR=2，絕對

4、帶寬2.1GHz，相對帶寬為39.3％，實(shí)測結(jié)果顯示天線阻抗帶寬為3.86-6.47GHz，相對帶寬達(dá)到50.53％，天線在3.55-8.5GHz頻帶上VSWR=3，相對帶寬達(dá)到82.6％。提出了改進(jìn)L型縫隙超寬帶天線——改進(jìn)后的天線在長度上從原來的18mm減小到15mm，減小了17％。實(shí)測阻抗帶寬為3.73-8.5GHz，絕對帶寬超過4.7GHz，相對帶寬達(dá)到78％。論文還提出了一種開槽多層超寬帶微帶天線，尺寸為15mm×7.5mm，

5、仿真結(jié)果表明在4.65-9.4GHz頻帶上滿足VSWR=2要求，天線具有4.7GHz絕對帶寬和67.6％相對帶寬，實(shí)測結(jié)果與仿真結(jié)果吻合。
　　論文最后采用遺傳算法與全波三維電磁仿真軟件結(jié)合，優(yōu)化具有多個(gè)參量的天線設(shè)計(jì)，通過編寫Visual Basic腳本文件調(diào)用電磁仿真軟件，提取經(jīng)過三維電磁仿真軟件計(jì)算的天線性能參數(shù)來完成適應(yīng)度的評估，采用遺傳算法完成對天線多參量的優(yōu)化，節(jié)約了天線優(yōu)化時(shí)間，避免了由于重復(fù)建模而可能導(dǎo)致的失誤。論