【正文】 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 目錄 iii 目錄 第一章 緒論 .......................................................................................................................... 1 微帶天線簡介 ............................................................................................................. 1 國內(nèi)外研究微帶天線的寬頻帶技術(shù) ............................................................................. 2 微帶天線小型化方法 .................................................................................................. 3 本文主要內(nèi)容 ............................................................................................................. 3 第二章 微帶天線基本理論及分析方法 ....................................................................................... 5 微帶天線簡介 ............................................................................................................. 5 微帶天線的優(yōu)缺點與應(yīng)用 ........................................................................................... 6 微帶天線的結(jié)構(gòu)和分析方法 ........................................................................................ 8 微帶天線的結(jié)構(gòu) ......................................................................................................... 8 微帶天線的輻射結(jié)構(gòu) ........................................................................................... 8 微帶天線的饋電結(jié)構(gòu) ......................................................................................... 11 微帶天線的分析方法 ................................................................................................... 14 解析方法 .......................................................................................................... 14 數(shù)值方法 .......................................................................................................... 15 第三章 微帶天線的小型化及寬頻帶技術(shù) .................................................................................. 17 微帶天線的小型化技術(shù) ............................................................................................. 17 概 述 ............................................................................................................... 17 微帶天線小型化方法 ....................................................................................... 18 微帶天線的小型化設(shè)計與分析 ......................................................................... 21 3. 2 微帶天線寬頻帶技術(shù) ................................................................................................ 26 概述 ............................................................................................................... 26 選擇合適的介質(zhì)基片與貼片 ............................................................................ 27 阻抗匹配技術(shù) ................................................................................................. 28 電阻性加載技術(shù) .............................................................................................. 29 多模技術(shù) ........................................................................................................ 30 在貼片或接地板上 ― 開窗”的辦法 ................................................................ 31 第四章 微帶天線的寬頻帶設(shè)計 .............................................................................................. 33 第五章 結(jié)束語 ...................................................................................................................... 37 致謝 ........................................................................................................................................ 39 參考文獻 ................................................................................................................................. 41 目錄 iv 第一章 緒論 1 第一章 緒論 隨著全球通信業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展，作為未來個人通信主要手段的無線移動通信技術(shù)己引起了人們的極大關(guān)注，在整個無線通訊系統(tǒng)中，天線是將射頻信號轉(zhuǎn)化為無線信號的關(guān)鍵器件，其性能的優(yōu)良對無線通信工程的成敗起到重要作用。 微帶天線簡介 早在 1953 年箔尚 (G． A． DcDhamps )教授就提出利用微帶線的輻射來制成微帶微波天線的概念。 1979 年在美國新墨西哥州大學(xué)舉行了微帶天線的專題目際會議， 1981 年 IEEE 天線與傳播會刊在 1 月號上刊載了微帶天線專輯。近年來，人們在 微帶貼片天線展寬頻帶方面做了大量的研究 微帶天線的寬頻帶技術(shù)主要采用以下幾種方法實現(xiàn)。 通過與饋電接近的短路探針在諧振中引入 耦合 電容實現(xiàn)小型化 參數(shù)成反比，因此采用高介電常數(shù) (如陶瓷材料 )基片可降低諧振頻率，從而減小天線尺寸。 第二章簡單介紹微帶天線的基本理 論以及分析方法 第三章討論微帶天線小型化、寬頻帶的各種方法 ， 并具體提出了一種小型化方法并附有設(shè)計與分析。 第二章 微帶天線基本理論及分析方法 5 第二章 微帶天線基本理論及分析方法 本章 主要 介 紹了微帶天線的各種結(jié)構(gòu)形式和基本分析方法， 微帶天線簡介 微帶天線是在帶有導(dǎo)體接地板的介質(zhì)基片上貼導(dǎo)體薄片而形成的天線。另外，隨著技術(shù)的進步，現(xiàn)在許多手機天線都是采用曲折線型的 微帶天線實現(xiàn)了手機天線的小型化。微帶天線的第四種形式是利用開在接地板上的縫隙，由介質(zhì)基片另一側(cè)的微帶線或其它饋線 (如帶狀線 )對其饋電，稱之為微帶行 波天線，如圖 13(d)所示。 (9) 微帶天線適合于組合式設(shè)計 (固體器件，如振蕩器、放大器、混頻器、功分器、移相器、可變衰減器、調(diào)制器、開關(guān)等可以直接加到天線基片上 )； (10)饋線和匹配網(wǎng)絡(luò)可以和天線結(jié)構(gòu)同時設(shè)計和加工。甚至在仍被認(rèn)為是微帶天線發(fā)展幼年時期的 80 年代時，微帶天線已有多種成功的應(yīng)用。 小型機載天線的研究 8 微帶天線的結(jié)構(gòu)和分析方法 在對微帶天線有了一個初步的了解之后，接下來我們將對微帶天線的結(jié)構(gòu)和分析方法做一個簡單的介紹。它們具有不同的特點和使用范圍，其中貼片天線由 于其分析和設(shè)計方便且具有很多優(yōu)良的電特性而在實際中應(yīng)用最廣。故一般的微帶天線多是這種形式，我們將在第三節(jié)對它進行詳細(xì)的介紹。 圖 21 給出了一種利用微帶線來進行耦合饋電的微帶振子天線，微帶振子的長度約為半個波長，寬度與微帶饋線的寬度相同。 當(dāng)微帶振子很窄且基片厚度遠(yuǎn)小于介質(zhì)波長或微帶振子的長度等于諧振長度時，我們可以假設(shè)微帶振子上的電流滿足余弦分布，從而得到其輻射特性。圖 22 給出了幾種常見的 微帶線型天線結(jié)構(gòu)。此時微帶線上不連續(xù)點或彎曲點的輻射用微帶線兩側(cè)的 磁流來等效，且一般對于微帶線型天線，其微帶線的寬度 w 遠(yuǎn)小于波長 ， 因此直微帶線上的寄生輻射可以忽略，且不連續(xù)點或彎曲點處微帶線兩側(cè)磁流的輻射可用位于中心線的單個磁流來等效。 微帶縫隙天線 在 小節(jié) 微帶天線簡介中，圖 13 示出了一種典型的微帶縫隙天線結(jié)構(gòu)。但由于縫隙本身電抗的影響，其駐波帶寬一般比較窄，且是雙向輻射的，不過這可以通過在介質(zhì)基片的另一側(cè)增加地板來消除背向輻射。圖（ b）可以視為矩形排列的四元縫隙陣列，利用共面波導(dǎo)線來饋電。圖（ f）為微帶線饋電的圓環(huán)縫隙，若縫隙改為長短軸相近的橢圓環(huán)，并合理設(shè)置饋電位置，還可以實現(xiàn)在邊射方向上的圓極化輻射。而間接饋電則包括電磁耦合饋電、孔徑耦合饋電和共面波導(dǎo)傳輸線饋電。其缺點是需要在介質(zhì)基片中鉆孔以滿足內(nèi)導(dǎo)體的連接需求，同時該饋電形式需要一個向地板外面突出的連接器，這就有礙于微帶天線的集成一體化設(shè)計 ，天線整體結(jié)構(gòu)的非對稱性會使得交叉極化相對較大。其缺陷是直接與貼片相連接的饋線會產(chǎn)生一部分輻射。而對于微帶線饋電，由于特性阻抗的制約，基片厚度的增加會導(dǎo)致微帶線上金屬導(dǎo)帶寬度的增加， 這將加劇饋線產(chǎn)生的干擾輻射。此外，還可以分別調(diào)節(jié)兩種填充介質(zhì)的參數(shù)以優(yōu)化饋線和貼片各自的性能?？讖酵ǔＮ挥谫N片的正下方，以利用結(jié)構(gòu)的對稱性來抑制交叉極