【正文】
涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體,均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。這也是無線通信的最重要部件。輸入阻抗會(huì)隨著饋電點(diǎn)位置的更改而改變,當(dāng)輸入阻抗與天線的特性阻抗相匹配時(shí),天線的帶寬將會(huì)變大。下面是增益圖比較: 基板厚度改變前增益圖Fig Gain figure before substrate thickness changeh= 基板厚度改變后增益圖Fig Substrate thickness change after gainh=我們可以看到,基板厚度在增加時(shí),帶寬增加的同時(shí)增益也有所增大。 多次改變參數(shù)的掃描分析圖Fig Change the parameter scanning analysis diagram for many times該圖為參數(shù)掃描分析查看諧振頻率與貼片尺寸的關(guān)系,從圖中我們可得與理論分析相同的結(jié)論即矩形微帶天線的諧振頻率主要由輻射貼片的長度決定,貼片長度越短,諧振頻率越大。極化圖法的原理為:使用待測(cè)天線來發(fā)射,采用已知線極化天線作為接收端。測(cè)量計(jì)算的基本方法分為圓極化與線極化的分解法。使用低介電常數(shù)的厚襯板是一種最簡單的方法,但大大增加了天線的耦合難度,不易實(shí)現(xiàn)饋電網(wǎng)絡(luò)。于是便產(chǎn)生大致三類延展帶寬方法:增加寄生單元,降低天線的品質(zhì)因數(shù)并且加大其耦合度。當(dāng)長于寬相等時(shí)激發(fā)出的兩個(gè)模式頻率強(qiáng)度相等,且兩模式電場(chǎng)相位差為零。Fig Threedimensional direction of the antenna diagram 圓極化微帶天線設(shè)計(jì)圓極化輻射最為廣泛的產(chǎn)生方式是利用單個(gè)微帶貼片,其實(shí)現(xiàn)圓極化輻射通常有兩種方法即單點(diǎn)饋電和多點(diǎn)饋電。它通常為一個(gè)復(fù)數(shù),實(shí)數(shù)部分表示電阻虛數(shù)部分表示電抗分量,其大小與頻率有關(guān)。金屬貼片的形狀及其激勵(lì)可以決定在微帶線中的模式,將饋電點(diǎn)置于對(duì)角線時(shí),微帶線中可以同時(shí)激勵(lì)出TM01以及TM10兩種主模,兩模方向同相且其極化為正交,可以引起極化方向平行于設(shè)置饋電點(diǎn)對(duì)角線。電子對(duì)抗與通信領(lǐng)域這個(gè)性質(zhì)被廣泛應(yīng)用。(2) 兩組空間與時(shí)間均為正交的幅值相等的線性極化波可以組成一個(gè)圓極化波。微帶的邊緣阻抗值用表示,微帶線特性阻抗值用來表示,波長長度的阻抗轉(zhuǎn)化器的特征阻抗值用表示。所以除了以上兩種分析模型意外還有如多端口網(wǎng)絡(luò)模型等多種分析模型。當(dāng)基板厚度較小時(shí),采用二維空間的空腔模型法是最適用的方法。這就將微帶天線等價(jià)為雙縫隙輻射而成的二元陣列。在眾多性能參數(shù)指標(biāo)中應(yīng)選取其中最為嚴(yán)苛的參數(shù)作為天線帶寬的確定憑據(jù)。3) 功率不會(huì)太大,通常適用于中小功率場(chǎng)合。微帶天線的主要有點(diǎn):1) 剖面薄,形狀小,質(zhì)量輕。在詳細(xì)介紹天線各個(gè)參數(shù)后,通過HFSS仿真可以通過觀察得到各種圖形并分析天線性能。輸入阻抗和天線的諸多性質(zhì)參數(shù)往往有關(guān)。方向圖中對(duì)比觀察可得出主瓣愈窄,其余瓣愈小,增益愈大。3. 天線效率定義:天線輻射與輸入功率之比。天線的輻射是具有方向性的,其發(fā)射的能量是以電磁波形式傳播所以其電磁波能量也是有方向性的,接收天線有其接收來自不同方向電磁波的能力。線天線的基本構(gòu)成是金屬饋線,如行波天線,偶極子天線等。2) 工作頻段也可以作為其分類依據(jù)分為微波天線,短波及超短波天線,長波天線,中波天線。電場(chǎng)的電力線是從正電荷為中心向外輻射通過空中到達(dá)負(fù)電荷。 圖21天線發(fā)射與接收示意圖 The emitting and receiving antenna 所有的饋線皆可以發(fā)射與接收天線的部分存在與電路中。距離電流元越遠(yuǎn)時(shí),場(chǎng)的衰減越迅速。本文將從天線的基本理論為開始,對(duì)天線,天線參數(shù)及其分類進(jìn)行介紹。圓極化微帶天線還具備可以接收任意方向與極化方式的信號(hào)。一切都顯示著天線設(shè)計(jì)科技的強(qiáng)勁發(fā)展勢(shì)頭。它可以在單點(diǎn)與多點(diǎn)通訊,組建無線擴(kuò)頻網(wǎng),廣播與信息傳輸領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。19301959:大型反射面天線隨后出現(xiàn),此時(shí)通過人們的不懈努力推導(dǎo)出了分析天線公差統(tǒng)計(jì)理論,將天線陣列的綜合理論分析成為可能。當(dāng)其作為發(fā)射端時(shí),它將饋線中傳導(dǎo)的高頻電流轉(zhuǎn)換為其激發(fā)出的電磁波并按照特定方向發(fā)射出去;而當(dāng)其為接收端時(shí),它與發(fā)射端原理相反,從而在兩點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)了無線電信息的傳遞。如今,微帶天線因其自身的質(zhì)量小,形狀易改變而與設(shè)備共形等優(yōu)勢(shì)在通信領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛。關(guān)鍵詞:圓極化天線,抗干擾,性質(zhì)Designing of Rf circular polarization microstrip antennaABSTRACT As the most important part of the wireless munication antennas has long been brought to the attention of the researchers and rapid development. Today, the quality of the microstrip antenna with its small, easy to change shape and advantages, such as equipment conformal is widely applied in the field of munications. Diversity of antenna, polarized way is roughly divided into two kinds of linear polarization and circular polarization, at the beginning of the antenna to appear, as a result of the limitation of technological level, the application of linear polarization antenna is very extensive. But as a result of the development of science and technology and people39。面天線時(shí)期:1930年左右由于微波電子管的問世繼而發(fā)明創(chuàng)造出各種面天線?,F(xiàn)代城市化規(guī)模的擴(kuò)大導(dǎo)致高層建筑物與日俱增,復(fù)雜的電磁環(huán)境對(duì)天線的要求日益嚴(yán)格,在通信系統(tǒng)中對(duì)移動(dòng)通信的信號(hào)質(zhì)量提高的要求最為嚴(yán)峻。天線性能作為無線通訊中最為不可或缺的角色受到了人們對(duì)其更高的要求規(guī)范。為滿足這些要求,可選用微帶天線。阻抗帶寬和圓極化帶寬是最主要的帶寬要求。電基本振子又叫電流元,一個(gè)時(shí)變電流元產(chǎn)生的電磁波輻射從輻射元出發(fā)向空間傳播同時(shí)將功率也攜帶出去是天線的基本原理,天線則是起到了電荷振蕩的作用。 在正式介紹微帶天線之前,本文要先對(duì)天線進(jìn)行簡介并闡述其原理。 電磁波是通過饋線傳導(dǎo)的交變電流而激發(fā)出的輻射,其能力與天線的形狀尺寸有關(guān)。 天線大致可以兩類,一為口徑天線一為線天線。7) 按其方向性及其強(qiáng)弱分類可分為定向天線,全向天線,強(qiáng),弱方向性天線。饋線系統(tǒng)和天線系統(tǒng)通??梢越M成一個(gè)整體,關(guān)系十分密切,所以往往可將天線與饋線系統(tǒng)看作一整體,總稱為天線饋線系統(tǒng),簡記為天饋系統(tǒng)。與主瓣相反相的稱之為后瓣,通常要求其愈小愈好。:輸入電阻。輸入阻抗往往有兩部分包括電阻與電抗分量。11. 電壓駐波比 定義式:VSWR=(1+|r|)/(1|r|),其中r為發(fā)射系數(shù)。之后在國際上對(duì)微帶天線的重視程度日漸升溫。6) 適合疊加系統(tǒng)式設(shè)計(jì),便于制成印刷式電路,反饋線路和匹配電路網(wǎng)絡(luò)。因此產(chǎn)生片邊緣輻射同相的效果,這也是微帶天線的工作方式?;暮穸冗h(yuǎn)遠(yuǎn)不及波長,所以可以將基片內(nèi)的場(chǎng)等效為其內(nèi)的均勻分布場(chǎng)。 該方法將貼片與接地板之間的空腔看作是上下為電壁四周為磁壁的有損耗諧振腔,腔內(nèi)只傳播TM模式的波。側(cè)饋時(shí),在設(shè)計(jì)中微帶饋電點(diǎn)的位置選在輻射貼片的中點(diǎn)。用HFSS構(gòu)造一個(gè)設(shè)計(jì)流程包含如下幾方面:1. 參數(shù)模型(Parametric Model Generation):構(gòu)建天線圖形,邊界條件及激勵(lì)方式2. 分析(Analysis Setup):設(shè)定求解器和頻率掃描3. 結(jié)果(Results):構(gòu)造2D報(bào)告和掃描場(chǎng)4. 求解流程(Solve Loop):求解是在軟件中自動(dòng)進(jìn)行的第四章 圓極化微帶天線根據(jù)理論分析與查閱,我們可以得到圓極化波具有下列性質(zhì):(1) 順著傳播的方向觀察,電磁波的電場(chǎng)矢量端留下的軌跡形成一圓形。電子偵查方面和追蹤以及干擾等領(lǐng)域由此通常采取圓極化波。因此,可以利用微帶天線產(chǎn)生圓極化波的最基礎(chǔ)的方式有以下幾種:1. 在單片圓極化微帶線對(duì)角進(jìn)行單點(diǎn)或多點(diǎn)的饋電;2. 利用曲線微帶線來組合為寬頻的微帶圓極化天線。通過前文可知,微帶天線的最主要缺點(diǎn)一個(gè)是增益小方向性弱,另一個(gè)就是帶寬