【正文】 ]Antenna as part of the wireless transceiver system, its performance has an important impact on the overall performance of a system. Internal antenna in recent years an increasingly large number of mobile terminals while also increasingly powerful, and also have higher requirements on work coverage and miniaturization of the antenna Band differences between the different munication works, how to make the antennas can cover band and also has a small enough size is the main problem of the design builtin antenna. Microstrip antenna with small size, light weight, thin profile, easy to process many advantages, extensive research and application. Microstrip antenna bandwidth is typically less than 3% have higher requirements on the bandwidth of the antenna in wireless munication technology。微帶天線的小型化是微帶天線的方向發(fā)展之一 [4]。對于接收天線，傳輸?shù)浇邮諜C上的由天線接收的電磁能量應(yīng)盡可能轉(zhuǎn)換為電路中的高頻電流能量；天線和發(fā)射機或接收機應(yīng)該盡可能良好的匹配。就是說這個輻射體若要輻射能量，必須將它做成偶合形、開放形傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)，否則產(chǎn)生的輻射會非常微弱甚至無法輻射。圖 22 為電磁波電場矢量在空間的方向隨時間變化而形成的軌跡曲線。遠區(qū)輻射電磁場大都可以表示為： (2. 1)0e(,)jrEf??????煙臺大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）6 (2. 2)0EH????式中，E θ 是電場強度的 θ分量，它與坐標無關(guān)，與激勵有關(guān)； Hφ 是磁場強度φ的分量，； f (θ， φ) 為天線的方向圖函數(shù)；r 為以天線上一點到某點間的距離； η0 = = 120 為自由空間波阻抗；β= 2 /λ 為相位常數(shù)。假設(shè)天線的最高工作頻率為 f max ，最低工作頻率為 f min ，對于窄頻帶天線，采用相對帶寬 [(f maxf min)/f0]ⅹ 100% 來表示其頻帶寬度。 它 將 上 述 接 地 板 刻 出 縫 隙 ， 而 在 介 質(zhì) 基 片的 另 一 面 印 刷 出 微 帶 線 對 縫 隙 饋 電 。波的傳輸方向決定于饋電點。(1)特征阻抗 ZC 及等效介電常數(shù)ε re應(yīng)用Atwater歸納的公式：設(shè) Wr =W/h，則： (1)exp()? ?? ???? ????? ??? ?(3. 1) (3. 2)???? rC rreZW?? ?? ??? ?? ?在Wr=，ε r =213 時誤差1% 。運用這些分析方法可以有效的將微帶結(jié)構(gòu)在頻域內(nèi)求解和轉(zhuǎn)化為標量場求解。在此模型中，選擇激勵條件為Lumped port?？梢钥闯鲇?HFSS 仿真微帶天線的參數(shù)是行之有效的，也是非常方便的。你們的關(guān)懷教誨，支持和幫助將伴隨我一生。在微帶天線上采用三維仿真設(shè)計進行電磁場分析, 其高精度的仿真分析功能, 使得工程設(shè)計人員從繁瑣的編程計算、頻繁的實驗調(diào)試中解脫出來, 節(jié)省了大量的時間和精力。若在最大迭代次數(shù)內(nèi)，不再繼續(xù)計算，仿真過程結(jié)束。 選取微帶天線模型圖 所示為仿真模型的三視圖：煙臺大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）15a 主視圖b 俯視圖c 側(cè)視圖 微帶天線模型煙臺大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）16此模型分三層分布。同時這里給出的?ε re 是直流相對介電常數(shù)。傳輸方向是駐波分布，其垂直方向為常數(shù)。 按 工 作 原 理 可 分 成 駐 波 型 和 行 波 型 微 帶 天 線 。 天線的駐波比駐波比是天線系統(tǒng)的重要特性參數(shù)，它表達了對天線與饋線之間的匹配程度狀態(tài)。由式(2. 1)和(2. 2)得出兩個值相等，由此得出天線的輻射場方向圖由 f (θ,φ) 和F (θ,φ) 構(gòu)成。天線的極化定義為：最大增益方向發(fā)射的電磁波的極化，或能使天線終端在接收電磁波時得到可用范圍內(nèi)最大功率的方向入射電磁波的極化。如果兩根導(dǎo)線的位置非常接近，則兩導(dǎo)線相互抵消了感應(yīng)電動勢，從而產(chǎn)生的輻射非常微弱。所以好的天線一定需要具有良好的方向性。天線的諧振頻率一定，介電常數(shù)與天線的尺寸成反比，但是由于微帶天線的增益和帶寬也隨Σ的增大而減小，限制了這種方法的應(yīng)用；二是采用短路探針，附加額外的短路探針并把它靠近饋電探針時，可以顯著減小貼片的大小；這是減小尺寸最明顯的方式，其原理是利用短路探針和同軸探針之間形成強耦合，等效于一個電容負載，進行阻抗補償，但短路探針和饋電探針之間距離很近，對輸入阻抗的特?zé)熍_大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）2性影響非常敏感，難以處理和調(diào)試，另外，這種天線的頻帶窄，增益低，也限制了其應(yīng)用。近年來內(nèi)置天線在移動終端數(shù)量日益龐大的同時功能也日益強大，對天線的網(wǎng)絡(luò)覆蓋及小型化也有了更高的要求。使用HFSS仿真軟件，對微帶天線進行了仿真分析。隨著技術(shù)的進步，在不同領(lǐng)域?qū)τ谔炀€的各個要求越來越高，所以對微帶天線的尺寸與性能的分析有著重要的作用。在衛(wèi)星通信，指揮和控制系統(tǒng)，多普勒雷達，衛(wèi)星導(dǎo)航接收機，遙測導(dǎo)彈，武器信管等許多領(lǐng)域，微帶天線占領(lǐng)著舉足輕重的地位 [3] 。 天線的基本概念天線無處不在。所以必須使用高頻以產(chǎn)生有效輻射。 天線的極化電磁波電場矢量的空間指向就是電磁波的極化方向。因此，天線方向圖被分為功率，場強，極化和相位四種方向圖。天線的輸入阻抗在天線的設(shè)計和應(yīng)用里是被關(guān)注的一個參數(shù)。 　 　 如 下 圖 ， 矩 形 微 帶 天 線 元 的 長 為 L， 寬 為 W2， 可 看 作 由 一 般 低 阻 傳 輸 線 連接 兩 個 輻 射 縫 組 合 而 成 。有許多種分析微帶天線進行估算的方法?？紤]地平面反射的影響，裂紋寬度 hλ 且沿 y 方向的 y 同樣是常數(shù)，所以裂縫輻射與磁流強度 Im 等效。近年來，全波分析依靠它的通用性和精確性，逐步占據(jù)了微帶天線分析領(lǐng)域的主導(dǎo)地位，已被用于分析各種結(jié)構(gòu)天線的問題。端口和邊界的類型有：阻抗(Impedance)、電阻器(Resistor)、電壁(Perfect E)、磁壁(Perfect H)、輻射邊界(Radiation Boundary)、電壓源(Voltage Source)、電流源(Current Source)等等。(3) 駐波比(VSWR) 駐波比曲線煙臺大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）19，一般來說，天線設(shè)計中以駐波比2 為宜 [18]，但是駐波比并不是表示天線性能的唯一參數(shù)。 非常感謝大家在我的畢業(yè)設(shè)計中，給予我極大的幫助，使我對整個畢業(yè)設(shè)計的思路有了總體的把握，并耐心的幫我解決了許多實際問題，使我有了很大的收獲。（3）使用HFSS仿真軟件，對微帶天線進行了仿真分析。(6) 后處理(Post Processing) HFSS能給出所仿真期間的散射矩陣、S參數(shù)、VSWR 、端口特性阻抗、天線方向圖等參數(shù)。 HFSS 的仿真過程(1) 建立模型 (Draw)點擊Draw按鈕，進入三維建模器 (3D Solid Modeler)。對于 Gs ，可應(yīng)用公式： (3. 9)2200 LW????????????????????????????????????上式 LC=L+△ l微帶天線尺寸的關(guān)系公式 [13]： (3. 10)1212rre hW??????????? (3. 11)?????上式 W 和 ，△l為邊緣輻射槽的等效延伸長度，εr為材料的介電常數(shù)。 輻 射 原 理微 帶 天 線 中 的 尺 寸 遠 遠 小 于 波 長 ， 所 以 天 線 的 剖 面 低 ， 這 樣 有 利 于 共 形 設(shè) 計 ，并 且 可 以 保 證 優(yōu) 良 的 空 氣 動 力 特 性 。 相 比 于 普 通 的 天 線 ， 微 帶 天 線 有 如 下 優(yōu) 點 [11]：煙臺大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）10(1) 重 量 輕 ， 體 積 小 ， 低 剖 面 ， 能 與 載 體 共 形 。饋線上的電流或電壓的最大值與電流或電壓的最小值之比，稱為駐波比。這兩個相互正交的平面在線極化天線中取為E面和H面。若旋轉(zhuǎn)過程中電場的大小不變，則稱之為圓極化波。導(dǎo)線上的電流隨導(dǎo)線的長度增大而增大，當導(dǎo)線長度增大到可與波長相比時，則能夠形成強大的輻射，稱為振子。 (4) 天線應(yīng)有一定的工作頻段任何天線都有一定的工作頻段。這些天線實現(xiàn)了圓極化輻射而且盡可能的減小了天線的尺寸，尺寸減小最大可以達到大約50％，但這樣導(dǎo)致天線的增益很低。微帶天線的帶寬通常小于 3％，在無線通信技術(shù)中，對天線的帶寬有了更高的要求；而電路集成度提高，系統(tǒng)對天線的體積有了更高的要求。