C波段高增益平板微带天线设计

论文摘要

微带天线是一种体积小,重量轻,剖面薄,制作方便,易于与载体共形的天线。其在无线通信、雷达、遥感、电子对抗等众多领域获得了广泛应用。然而微带天线的频带窄,增益低。为了弥补这些不足,通常需要对微带天线的结构做出调整,然后运用合理的方式把它们组成天线阵列。本文的主要工作是,为了某些通信设备的需要,设计4.5GHz-5.0GHz的天线,要求在该频段天线的驻波比VSWR≤2,平均增益28-29.5dB,这里我们用微带USlot矩形贴片作为单元,引入π结构采用近邻耦合方式进行馈电,组成天线阵列来实现。本文以微带天线的基本电磁场理论为依据,通过Ansoft公司的HFSS（高频结构仿真软件）建模仿真,对微带天线的结构进行了深入的研究,在此基础上设计并制造。通过实验室所提供的天线测量设备对所设计出来的天线进行测试,发现用软件仿真的结果和实际测量的结果有较好的一致性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 微带天线的国内外研究现状
• 1.3 课题背景和研究意义
• 1.4 本论文的内容安排
• 第2章 微带天线的基本理论
• 2.1 天线概述
• 2.2 微带天线的辐射原理
• 2.3 微带天线的基本电参数
• 2.3.1 方向图和方向性系数
• 2.3.2 增益
• 2.3.3 效率
• 2.3.4 输入阻抗
• 2.3.5 带宽
• 2.3.6 微带天线的S参量
• 2.4 微带天线的馈电方式
• 2.4.1 微带线共面馈电
• 2.4.2 同轴线馈电
• 2.4.3 电磁耦合型馈电
• 2.5 本章小结
• 第3章 微带天线的分析方法
• 3.1 传输线模型
• 3.2 空腔模型
• 3.3 积分方程法
• 3.4 微带天线的数值分析方法
• 3.4.1 有限元法
• 3.4.2 矩量法
• 3.4.3 时域有限差分法
• 3.5 本章小结
• 第4章 微带阵列天线
• 4.1 概述
• 4.2 驻波微带天线阵列
• 4.2.1 同轴馈电驻波阵列
• 4.2.2 微带串联馈电驻波阵列
• 4.2.3 梳状贴片驻波阵
• 4.3 行波微带天线阵列
• 4.3.1 概述
• 4.3.2 梳状行波微带天线阵列
• 4.3.3 串联矩形贴片行波阵列
• 4.3.4 垛口形行波天线
• 4.3.5 TEM模传输线行波天线
• 4.3.6 行波天线的负载技术
• 4.4 微带阵列的馈电系统
• 4.4.1 串联馈电
• 4.4.2 并联馈电
• 4.5 本章小结
• 第5章 C波段高增益平板微带天线设计与分析
• 5.1 设计思想概述
• 5.2 基本仿真软件介绍
• 5.2.1 HFSS仿真软件
• 5.2.2 IE3D仿真软件
• 5.2.3 Matlab仿真软件
• 5.3 设计指标和思路
• 5.4 近邻耦合矩形微带天线的设计
• 5.4.1 介质层的选取
• Slot矩形贴片设计'>5.4.2 U_Slot矩形贴片设计
• 5.4.3 π结构的设计
• 5.4.4 天线的描述以及测量
• 5.5 微带阵列天线的设计
• 5.5.1 四元微带阵列天线设计与测量
• 5.5.2 十六元微带阵列天线的设计与测量
• 5.5.3 64元微带阵列天线设计与测量
• 5.5.4 256元微带阵列天线设计与测量
• 5.6 本章小结
• 第6章 结束语
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文情况
• 致谢