论文摘要
微带天线由于体积小、重量轻、低轮廓、易与载体表面共形、制造工艺简单、成本低、易与有源器件和电路集成等诸多优点得到了广泛的重视。而要得到高增益,波束扫描,或者波束控制等特性,只有将离散的微带辐射元组成阵列才能实现。本论文介绍了微带天线的基本知识,微带天线的圆极化技术和宽频带技术,和微带阵列天线的有关内容。在此基础上,分别设计了两种微带阵列天线:应用于RFID超高频读卡器的微带阵列天线和应用于海事卫星通信终端的微带阵列天线。这两种天线的极化方式分别为线极化和圆极化,由于后者要求天线的频带较宽,所以采用了层叠贴片的方法来展宽频带,前者只采用了单层贴片。本论文中,首先根据经典的传输线模型对单元天线的尺寸和参数进行初步计算,确定了组阵的形式,阵元间距离的选取等,设计了馈电网络。然后分别利用基于矩量法的ADS仿真软件和基于有限元法的电磁场仿真软件Ansoft HFSS分别对两款天线进行了仿真,对有关设计参数进行了优化,得到天线的尺寸等设计参数和S11及方向图等特性参数。根据优化的结果对天线进行了实际加工,采用矢量网络分析仪对制作的天线进行了测试,得到了天线的S11和输入阻抗等主要参数,测试结果与仿真优化的结果具有良好的一致性。最后总结全文,并针对本设计中存在的问题提出了改进的方案。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 微带天线的基本知识1.2 微带阵列天线简介1.3 立题的意义1.4 本文中主要研究的内容第2章 微带天线的基本理论2.1 微带天线的结构和分类2.2 微带天线的分析方法2.2.1 传输线法2.2.2 有限元法2.2.3 矩量法2.3 微带天线的馈电方法2.3.1 微带线馈电2.3.2 同轴线馈电第3章 单元天线的圆极化和宽频带技术3.1 微带天线的圆极化技术3.1.1 圆极化技术概述3.1.2 圆极化微带贴片天线简介3.1.3 单馈点圆极化正方形切角贴片天线的分析与设计3.2 微带天线的宽频带技术3.2.1 影响微带天线带宽的因素3.2.2 展宽微带贴片天线频带的方法3.3 层叠微带贴片天线介绍3.4 一种用于海事卫星通信的微带天线阵的单元天线的设计3.4.1 天线的结构与初步设计3.4.2 天线的HFSS仿真3.4.3 天线的加工测试第4章 微带阵列天线4.1 概述4.2 微带贴片天线组成直线阵的分析4.2.1 线阵的主瓣和栅瓣特性4.2.2 线阵的波束宽度与零点位置特性4.2.3 线阵的旁瓣特性4.2.4 线阵的方向性系数4.3 微带贴片天线组成平面阵的分析4.4 阵列天线的馈电方法简介4.4.1 并馈法4.4.2 串馈法第5章 两种微带阵列天线的设计与测试5.1 应用于RFID超高频读卡器的线极化微带天线阵的设计与测试5.1.1 概述5.1.2 天线的结构与初步设计5.1.3 天线的建模与仿真5.1.4 天线实物的测量与分析5.2 应用于海事卫星通信的圆极化微带天线阵的设计与测试5.2.1 天线的结构与初步设计5.2.2 天线的建模与仿真5.2.3 天线实物的测量与分析第6章 结论参考文献致谢研究生履历
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