几款小型蓝牙天线的设计与应用

论文摘要

近年来,随着消费类电子产品需求的激增,无线产品的技术与市场得到进一步提升,而天线作为2.4GHz产品中不可替代的关键器件,也得到进一步发展与完善。本文论述的几款小型2.4GHz蓝牙天线,采用单极子天线理论,主要如下主要研究工作与创新点：1.本文论述的2.4GHz蓝牙天线,其理论基础为天线基础理论。首先从蓝牙技术的基本概念、现状及应用出发,论述了蓝牙的技术优势与前景；再从天线的工作机制出发,论述了影响天线性能的关键参数,并对天线进行了分类解析,从天线的辐射场方程对天线进行分析,得到基本的蓝牙单极子天线结构。2.分析了无损耗、有损耗负载传输线理论,并对微带线设计方法、物理参数进行了定义,确保输入、输出阻抗的匹配。在微带线匹配的基础上,着重分析了阻抗匹配的概念,阻抗变换器的设计,并进行了理论与数据的分析。史密斯圆图是天线匹配的重要工具,在本节中,论述了史密斯圆图调节天线的方法与原理。3.本文设计的小尺寸蛇形印制天线已在三星3D眼镜中投入使用,大量进入市场。蛇形天线设计参考蓝牙天线单极子天线原理,利用软件HFSS10.0仿真,再进入PCB产品实际加工、网络分析仪进行天线匹配调试、微波暗室OTA测试等环节,最后确定该产品在增益、方向性、效率方面均满足要求。4.倒F型天线因其一端接地,稳定性好,不易受干扰而广泛应用在无线头戴耳机中。本文设计的倒F型天线,利用普通倒F天线的原理进行优化组合,微带匹配,得到高增益高效率的性能。并以其短小的尺寸,良好的抗干扰性,被使用在X-BOX附件耳机中。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 蓝牙的基本概念、技术规范及系统组成
• 1.1.1 蓝牙的基本概念
• 1.1.2 蓝牙跳频技术
• 1.1.3 蓝牙扩频技术
• 1.1.4 蓝牙技术规范
• 1.1.5 蓝牙系统的构成
• 1.2 天线工作机制
• 1.2.1 天线的功能与类型
• 1.2.2 蓝牙天线的基本参数
• 1.2.3 天线的分析
• 1.3 蓝牙单极子天线
• 第二章 蓝牙天线理论
• 2.1 基本传输线理论
• 2.2 负载传输线
• 2.2.1 无损耗负载传输线
• 2.2.2 有耗负载传输线
• 2.3 微带传输线
• 2.4 阻抗匹配理论
• 2.4.1 基本阻抗匹配理论
• 2.4.2 阻抗变换器的设计原理
• 2.5 史密斯圆图解析
• 2.5.1 史密斯圆图理论分析
• 2.5.2 史密斯圆图使用
• 第三章 小尺寸蛇形印制天线设计
• 3.1 蛇形天线参数
• 3.2 蛇形天线仿真
• 3.3 天线阻抗匹配测试
• 3.4 微波暗室OTA测试
• 3.5 蛇形印制天线加仿真人头测试
• 第四章 小尺寸高效率倒F型蓝牙天线设计
• 4.1 蓝牙倒F天线理论
• 4.2 蓝牙倒F天线参数
• 4.3 HFSS软件仿真
• 4.4 倒F天线阻抗匹配
• 4.4.1 倒F天线驻波比
• 4.4.2 倒F天线史密斯圆图及回损
• 4.5 微波暗室OTA测试
• 第五章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果