多频段小型化内置天线的研究

论文摘要

近些年微带天线以其体积小,剖面低,易集成,造价低等特性以及良好的性能受到广泛的关注。随着移动通信系统业务的不断增加,通信设备不断向小型化发展,对天线体积、集成化及工作频段的要求也越来越高。设计和研究多频段小型化微带天线是本论文的主要内容。论文首先综述了微带天线的理论分析方法与数值分析方法,分别介绍了实现天线多频段和小型化的技术方法。研究了微带天线的多频段与小型化技术,得到了一种双频微带天线的设计方法,即通过贴片开槽得到双频特性。即设计一种L型微带天线实现天线双频工作。通过弯折路径,开槽缝隙加载的方法设计—种内置天线使其工作频段分别为DCS1800（1.71GHz-1.88GHz）和WLAN2450（2.4GHz-2.484GHz）。运用仿真软件,研究了该天线的槽宽度、槽的位置以及槽的长度等参数的变化对天线的中心谐振频率的影响,并得出了他们之间变化的一般规律。在此L型槽的基础上结合U型槽设计了—工作在GSM900/PCS1900/ISM2450GHz的三频平面倒F天线。这一系列物理建模与原理分析所取得的成果对将来新型微带天线的设计与研究可能起到一定的指导作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本文研究背景
• 1.2 本文主要研究内容及安排
• 第二章 微带天线的基本理论
• 2.1 微带天线的基本结构及分类
• 2.2 微带天线的辐射原理
• 2.3 微带天线的理论分析
• 2.3.1 概述
• 2.3.2 传输线模型理论
• 2.3.3 空腔模型理论
• 2.3.4 全波分析理论
• 2.4 微带天线的数值分析方法
• 2.4.1 矩量法
• 2.4.2 有限元法
• 2.4.3 时域有限差分法
• 2.5 平面倒F天线的理论分析
• 2.5.1 PIFA的演变过程
• 2.5.2 PIFA的基本工作原理
• 2.6 天线的基本参数
• 2.6.1 天线的辐射场、辐射方向图、方向性系数
• 2.6.2 天线的输入阻抗
• 2.6.3 天线的带宽
• 2.6.4 天线的增益
• 2.6.5 天线的前后比
• 第三章 内置天线的小型化及多频段技术
• 3.1 微带天线的小型化技术
• 3.1.1 增加介质基板的介电常数
• 3.1.2 表面开槽
• 3.1.2.1 辐射贴片开槽
• 3.1.2.2 接地板开槽
• 3.1.3 加载技术
• 3.1.4 附加有源网络
• 3.1.5 采用电磁带隙结构
• 3.1.6 采用左手介质
• 3.2 微带天线的多频段技术
• 3.2.1 分形天线技术
• 3.2.2 多贴片法
• 3.2.3 多模单片
• 3.2.4 加载单片
• 第四章 微带天线的设计与仿真研究
• 4.1 矩形微带天线基本设计思路
• 4.1.1 普通矩形微带天线的设计主要有以下几个步骤
• 4.1.2 公式修正
• 4.2 一类新型双频微带天线的研究设计
• 4.2.1 天线结构
• 4.2.2 天线仿真
• 4.3 混合槽结合型三频天线
• 4.3.1 天线结构
• 4.3.2 天线设计过程
• 4.3.3 天线仿真结果
• 4.3.4 结论
• 第五章 总结和展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢