应用于WLAN的宽带介质谐振天线和双频微带天线的设计

论文摘要

无线局域网(WLAN)是计算机网络与无线通信相结合的技术。随着无线通信技术的飞速发展,无线局域网(WLAN)的应用范围越来越广。伴随着无线局域网(WLAN)中各项标准的出台,研制适用于各种标准的WLAN天线是非常有意义的。本文的目标是设计满足WLAN IEEE802.11a标准和IEEE802.11g标准要求的WLAN天线。根据WLAN标准的要求,WLAN天线应具有小型、宽带、双频的特点。介质谐振器天线和微带天线具有体积小、重量轻、成本低,易与微波集成电路集成的优点,且可以方便地实现天线的双频段、小型化和宽频带,非常适合用于实现WLAN天线。本文在大量参考国内外文献的基础上,通过对微带天线和介质谐振器天线的大量分析和仿真,针对无线局域网(WLAN)IEEE802.11a标准的要求提出了一款共面波导馈电倒L形金属片加载的介质谐振天线:针对无线局域网(WLAN)IEEE802.11g标准的要求,提出了一款双短路针调谐U形槽加载的双频宽带微带贴片天线。其中,介质谐振天线通过采用共面波导馈电来提高带宽,通过加载倒L形金属片来减小体积,从而实现了宽频带和小型化的目的;微带贴片天线通过开U形槽来实现双频工作,通过加载双短路针来进行双频调谐和提高频带宽度,实现了双频段和宽频带的目的。论文对所提出天线结构进行了理论分析,借助于HFSS仿真软件对天线进行了优化设计,并对天线进行了实际的加工测试,结果表明,仿真结果与实测结果基本吻合,均能满足无线局域网协议的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 微带天线的发展状况
• 1.3 介质谐振天线的发展状况
• 1.4 论文的主要工作和内容安排
• 第2章 微带天线基本理论
• 2.1 微带天线工作原理
• 2.1.1 微带天线的辐射机理
• 2.1.2 微带天线的分析方法
• 2.2 传输线模型理论
• 2.3 空腔模型理论
• 2.4 多端口网络模型理论
• 2.5 矩量法
• 2.6 有限元法
• 第3章 介质谐振器天线的理论分析
• 3.1 介质谐振器工作原理
• 3.2 介质谐振器频率特性的理论分析
• 3.3 谐振器与微带的基本耦合理论
• 第4章 天线的馈电方式及双频小型宽频技术
• 4.1 微带天线的馈电方式
• 4.1.1 微带线馈电
• 4.1.2 同轴线馈电
• 4.1.3 电磁耦合馈电
• 4.2 微带天线的双频实现方式
• 4.2.1 正交模双频实现
• 4.2.2 感抗加载双频实现
• 4.2.3 多贴片双频实现
• 4.3 微带天线的小型化技术
• 4.3.1 采用特殊材料基片
• 4.3.2 曲流技术
• 4.3.3 采用PIF/PIL结构
• 4.4 微带天线的宽频带技术
• 4.4.1 考虑介质基片的影响
• 4.4.2 修改贴片形状
• 4.4.3 阻抗匹配技术
• 4.4.4 采用共面波导馈电
• 第5章 宽带、双频、小型WLAN天线的设计
• 5.1 Ansoft HFSS10高频电磁仿真软件
• 5.1.1 HFSS仿真软件简介
• 5.1.2 HFSS10优化仿真微带天线
• 5.2 宽带、小型介质谐振器天线的分析与设计
• 5.2.1 概述
• 5.2.2 天线结构与分析
• 5.2.3 天线的设计
• 5.2.4 天线的仿真与分析
• 5.3 双频、宽带微带贴片天线的分析、设计与测试
• 5.3.1 概述
• 5.3.2 天线结构与分析
• 5.3.3 天线的设计与仿真
• 5.3.4 天线的加工测试
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间公开发表的论文
• 致谢
• 研究生履历