【正文】 在二維結(jié)構(gòu)中選取三角形單元，在三維結(jié)構(gòu)中選取四面體單元等），在子域中將未知函數(shù)（如電磁場量、位函數(shù)或電流等）表示為子域基函數(shù)的插值，根據(jù)變分原理或迦略金方法便可建立一個關(guān)于未知函數(shù)展開系數(shù)的矩陣方程，利用計算機便可方便求解該代數(shù)方程。時域有限差分法的優(yōu)點是其離散比較簡單（空間網(wǎng)格大小一致、時間步長恒定），并且通過離散傅里葉變換可以方便的得到其在寬帶范圍內(nèi)特性。今昔對比，天線在功能、設(shè)計及制造工藝上都發(fā)生巨大變化。此外，小型化微帶天線還可用于PCMCIA 通信卡和無線調(diào)制解調(diào)器中，為筆記本電腦等便攜設(shè)備提供通信能力。然而任何事件都具有兩面性。天線的諧振頻率主要取決于短路探針的粗細和位置，天線尺寸可縮減50 %以上?！D 1 加載短路探針的微帶天線將短路探針替換為低阻抗的切片電阻(chip re2sistor) ，在進一步降低諧振頻率的同時還可增加帶寬。2． 采用特殊材料基片從天線諧振頻率關(guān)系式可以知道，諧振頻率與介質(zhì)參數(shù)成反比，因此采用高介電常數(shù)(如陶瓷材料) 或高磁導(dǎo)率(如磁性材料) 的基片可降低諧振頻率，從而減小天線尺寸。圖2 　采用高εr 的多層介質(zhì)微帶天線　 采用鐵氧體材料制成的微帶天線實現(xiàn)小型化的同時，且在較寬頻帶范圍內(nèi)頻率可調(diào)(可達40 %) ，但鐵氧體在微波頻段損耗很大。由于槽很窄，它可模擬為在貼片中插入一無限薄的橫向磁壁。圖3 表面開槽的小型化微帶天線圖4 小型口徑耦合圓極化微帶這類天線結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，加工方便，其特點是:隨槽的長度增加，天線諧振頻率降低，天線尺寸減小，但尺寸的過分縮減會引起性能的急劇劣化，其中帶寬(一般約為1 %) 與增益尤為明顯，而方向性影響不大。有源天線具有以下良好特性: (1) 工作頻帶寬。(4) 易實施天線方向圖，包括主波方向、寬度、前后輻射比等的電控。近年來由于無線通信的需求，有大量方案提出，如蝶形(bow2tie) (如圖5所示) 、倒F 型( PIFA ，planar inverted2F antenna)(如圖6 所示) 、L 形、E 形、Y 形、雙C 形、層疊短路貼片(stacked shorted patch) 等等 圖5 雙頻帶蝶型微帶天線圖6 電容加載的倒F型微帶天線（PIFA）除以上小型化技術(shù)外，還有一些方法提出。)具有良好的全向性； H面（= 90176。圖 7 微帶天線內(nèi)場3. 2 微帶天線寬頻帶技術(shù) 概述天線的頻帶是指其特性參數(shù)在規(guī)定的容許范圍內(nèi)的頻率范圍。 這是由于微帶貼片天線是一種諧振式天線，它的諧振特性可等效為一個高Q并聯(lián)諧振電路。 這意味著， 在諧振時實現(xiàn)匹配，而當頻率偏離諧振時，電抗分量急劇變動使之失配。而基片過厚會導(dǎo)致基片厚度與波長之比 過大，引起表面波激勵， 同時基片厚度增加，重量隨之增加，所占的空間也加大。最后， 選用非線性的介質(zhì)基片材料，如利用鐵氧體材料的電磁特性和非線性的色散特性可達到展寬頻帶的目的。通過改變貼片的形狀同樣可以達到頻帶展寬的目的。 改變貼片結(jié)構(gòu)還包括采用多貼片、電磁藕合饋電、在貼片或接地板上開槽、在電路中采用非線性調(diào)制元件等方法，這些都可以達到展寬頻帶的目的。 而匹配網(wǎng)絡(luò)中不連續(xù)點的輻射會使天線的交叉極化特性變差。 在 背饋的 情 況 下， 應(yīng) 考 慮 饋電 探 針的 電 抗 效 應(yīng)。 串聯(lián)諧振回路在諧振頻率附近的電抗趨于抵消， 使之避免了偏離諧振時電抗的迅速變化因而展寬了頻帶。這兩種方法因為其變阻抗特性而產(chǎn)生了大的頻帶展寬。 一般來說，加載電阻微帶天線是由加載短路稍釘?shù)奈炀€演化而來的。據(jù)估計，天線增益因電阻性負載的使用而減少了2dB左右。耦合諧振器一般由2個或多個諧振器組成，對他們進行參差調(diào)諧以覆蓋感興趣的頻率范圍，此項技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于各種形狀的微帶天線。這種結(jié)構(gòu)不僅可以實現(xiàn)寬頻帶，還可以實現(xiàn)多頻帶。 在實際應(yīng)用中， 往往是綜合使用以 上所述的展寬頻帶的方法。 若介質(zhì)采用陶瓷材料， 可將天線尺寸減小三分之一以上， 若用二氧化氮則能減小五分之一。 另外，在實際應(yīng)用中往往需要雙頻工作的天線。天線的頻帶是指其特性參數(shù)在規(guī)定的容許范圍內(nèi)的頻率范圍。 展寬天線帶寬的主要前面已經(jīng)敘述過，在這里我用的是采用多層貼片的形式——做了一個雙層貼片微帶天線以展寬天線帶寬。但通常的微帶天線主要是一種諧振式天線，相對帶寬較窄。二十一世紀是個人通信的時代，無線通信在其中占有很大的比例，小型化微帶天線和寬頻帶微帶天線將有非常廣闊的應(yīng)用前景。感謝我的指導(dǎo)老師樊芳芳老師，在整個畢業(yè)設(shè)計過程中，我遇到了很多困難，在樊老師的精心教導(dǎo)中，克服一個又一個難題，所以我的畢業(yè)設(shè)計能夠順利完成，樊老師也付出了很多，再次感謝！深深感謝我的家人一爸爸、媽媽，我的女友!是你們多年來一直默默無聞無私的奉獻在支持著我不斷向前，你們的支持，無論是精神上還是物質(zhì)上的總是那么有力，它給了我面對任何困難的勇氣和力量，在此我愿將本篇論文獻給你們!最后 ，感謝評閱本論文的專家學(xué)者們，感謝你們?yōu)榇烁冻龅男燎趧趧?！感謝所有關(guān)心和支持我的人！45參考文獻參考文獻[1]天線的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，htp://[2] G. 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Antennas Propagat ， vol. 48 ， ， July 2000.畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。首先非常感謝學(xué)校開設(shè)這個課題，為本人日后從事計算機方面的工作提供了經(jīng)驗，奠定了基礎(chǔ)。這期間凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。從他身上，我學(xué)到了許多能受益終生的東西。最后，我要感謝我的父母對我的關(guān)系和理解，如果沒有他們在我的學(xué)習(xí)生涯中的無私奉獻和默默支持，我將無法順利完成今天的學(xué)業(yè)。感謝老師四年來對我孜孜不倦的教誨，對我成長的關(guān)心和愛護。最后，我要特別感謝我的導(dǎo)師劉望蜀老師、和研究生助教吳子儀老師。在論文的撰寫過程中老師們給予我很大的幫助，幫助解決了不少的難點，使得論文能夠及時完成，這里一并表示真誠的感謝。老師們認真負責(zé)的工作態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。四年的風(fēng)風(fēng)雨雨，我們一同走過，充滿著關(guān)愛，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。從這里走出，對我的人生來說，將是踏上一個新的征程，要把所學(xué)的知識應(yīng)用到實際工作中去。其次，我要感謝大學(xué)四年中所有的任課老師和輔導(dǎo)員在學(xué)習(xí)期間對我的嚴格要求，感謝他們對我學(xué)習(xí)上和生活上的幫助，使我了解了許多專業(yè)知識和為人的道理，能夠在今后的生活道路上有繼續(xù)奮斗的力量。首先，我要特別感謝我的知道郭謙功老師對我的悉心指導(dǎo)，在我的論文書寫及設(shè)計過程中給了我大量的幫助和指導(dǎo)，為我理清了設(shè)計思路和操作方法，并對我所做的課題提出了有效的改進方案。本次畢業(yè)設(shè)計是對我大學(xué)四年學(xué)習(xí)下來最好的檢驗。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。本論文所做的工作只是一些初步的探索和嘗試，未來的工作會更加艱巨也將更有實際意義。如何設(shè)計出同時具有小型化、多頻帶以及寬頻帶的微帶天線是當前微帶天線設(shè)計的難點與重點。但寬頻帶微帶天線在現(xiàn)代社會中應(yīng)用越來越廣泛，在條件允許下我相信能設(shè)計出更好的，更適合要求的天線。其中最易受頻率變化影響的是阻抗， 也就是說．線極化微帶天線頻帶主要受其阻抗帶寬限制。 若單單基于展寬頻帶這一點考慮，可以在上下兩層貼片中配以恰當數(shù)量的電控短路元件，并可能使兩個頻段銜接起來，從而獲得復(fù)合雙頻微帶天線，使頻帶展寬。 這種天線綜合考慮了展寬頻帶和減小尺寸兩個方面的要求， 獲得了一種相對寬帶的小型圓極化微帶天線。 我們希望得到小型寬帶微帶天線，因此研究如何減小微帶天線的尺寸顯得相當重要。 在貼片或接地板上 “ 開窗”的辦法 在微帶貼片上的不同位置開不同形狀的“ 窗口” ， 等效為引入阻抗匹配元件。通過寄生耦合實現(xiàn)寬頻帶的方法很多，常見的有層疊天線單元提高帶寬，采用共面寄生單元展寬帶寬等。 采用片狀電阻負載的寬帶貼片天線的幾何結(jié)構(gòu) 多模技術(shù)使用多模諧振是設(shè)計寬帶微帶天線的一項非常成功的技術(shù)。同時，由于加載微帶天線引入歐姆損耗，天線的效率和增益相對于常規(guī)微帶天線有所降低。 實踐證明， 通過加載片狀電阻、 在貼片上開L形槽以 及在接地板上開槽等都可以實現(xiàn)天線的帶寬展寬，這在文獻中都有詳細的論述以及設(shè)計實例。該天線和過渡帶不使用任何介電材料，貼片通過一根金屬或者非金屬桿支撐于其中心處。 為了使這個阻抗與饋線( 如50 的饋線) 在最大的頻帶范圍內(nèi)相匹配， 需要進行網(wǎng)絡(luò)綜合， 采用計算機輔助方法實施最優(yōu)設(shè)計。 例如Pues 和Vande Csp elle 利用無源匹配網(wǎng)絡(luò)獲得了1 0 % 1 2 % 的帶寬， 用類似的 技術(shù)也己 實現(xiàn)了2 5 %以上的帶寬，這足以使單個輻射單元的帶寬覆蓋兩個G P S 頻段。 由于線極化微帶天線的工作帶寬主要受到其阻抗帶寬的限制， 因此采用饋線匹配技術(shù)就能使天線工作在較寬的頻帶改變阻抗的一種最常見最直接的方法就是在微帶天線的饋電部分使用阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)， 如使用調(diào)諧短線和1 / 4 波長的變換器等。 這些貼片包括環(huán)孔、 長方形、正方形、正方形環(huán)等。由于兩輻射端口處基板厚度不同，使兩個諧振器經(jīng)階梯電容禍合產(chǎn)生雙回路現(xiàn)象，從而導(dǎo)致帶寬展寬。其次， 選用較小 或 者較 大的 基板。從物理意義上講， 增大基片厚度使頻帶加寬的原因是由于厚 度增加， 輻射電 導(dǎo)也隨 之增大，