【正文】 你們的關懷教誨，支持和幫助將伴隨我一生。感謝多年來傳授我知識的老師們，同樣感謝那些在我學習過程中給過我支持和幫助的朋友們。他們身上有很多精神值得我學習。在此，我要感謝他們對我的幫助和指導，沒有他們的幫助，這篇論文就無法順利的完成。感謝我的指導老師范文強老師。煙臺大學畢業(yè)論文（設計）21致謝畢業(yè)設計即將完成，我的四年大學生涯也即將畫上句號。（2）通過性能、形狀、分類及其發(fā)展方向簡單介紹了微帶天線，并對其結構和輻射原理進行了簡單的分析。在微帶天線上采用三維仿真設計進行電磁場分析, 其高精度的仿真分析功能, 使得工程設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?？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。由圖可以看出，在此天線中駐波比大約為 ，略微偏大，希望可以通過改進方案使駐波比變小，盡量提高天線的性能。此天線有不同程度的負瓣，說明其能量輻射不太集中，天線輻射和接收信號會有一定的能量損失。由圖可以看出天線的中心頻率f ，~，帶寬比較窄。通常選擇S11參數(shù)在 10dB以下的頻率范圍為天線的有效頻率寬度，S11 參數(shù)衰減最大時的頻率為天線的中心頻率。 仿真結果HFSS軟件功能強大，如下是仿真的S11參數(shù)、天線的方向圖和駐波比參數(shù)曲線。為了看到整個頻段的電參數(shù)，需要進行掃頻，設置如下參數(shù)：起始頻率(StartingFrequency)：1GHz；終止頻率(Ending Frequency)： ；步長數(shù)(Number of Steps)：210，這些工作做好后，即可退出，進行求解。若在最大迭代次數(shù)內(nèi)，不再繼續(xù)計算，仿真過程結束。在此模型中，選擇激勵條件為Lumped port。在此模型中，選擇邊界條件為Perfect E。(3) 定義端口和邊界 (Setup Ports/Surfaces)點擊New Boundary進入端口和邊界定義菜單 (Define Ports/Surfaces Menu)。(2) 材料定義 (Setup Material)在Properties 菜單下，可定義所設計模型中的 Objects為電阻、金屬或介質(zhì)等。可以直接繪制的物體(Object)有：Ellipse，Line ， Spiral，Circle，Arc，Rectangle等；還可運用Unite ，Copy，Subtract，Move ，Mirror，Rotate等命令進行復雜模型的組裝。三維建模器界面上有顯示所建模型之三視圖z 面、x面和 y面和顯示立體模型4個窗口。Sub1：長（X）、寬(Y)、高(Z)分別為12，9，；Feed：7， ，；Ground：12，9，；Slot：， ，；Patch：；；；其中，Rad Box(Air BOX)的尺寸為：；； ；電介質(zhì)層采用的材料為：Rogers RT/druid 5880(tm)，相對介電常數(shù)：。 選取微帶天線模型圖 所示為仿真模型的三視圖：煙臺大學畢業(yè)論文（設計）15a 主視圖b 俯視圖c 側視圖 微帶天線模型煙臺大學畢業(yè)論文（設計）16此模型分三層分布。運用這些分析方法可以有效的將微帶結構在頻域內(nèi)求解和轉(zhuǎn)化為標量場求解。 微帶天線的仿真微波系統(tǒng)的設計越來越復雜，電路的尺寸越來越小，電路指標要求越來越高，電路的功能越來越多，而設計周期越來越短 [16]。根據(jù)積分變量處理方法的不同，積分方程又可分為譜域矩量法和空間域矩量法。由于簡化分析模型的分析簡單，雖然精確性略有不足，但在天線設計的實際應用中已被廣泛使用。(1) 簡化分析模型簡化的分析模型包括傳輸線模型，空腔模型，多端口網(wǎng)絡模型；其中多端口網(wǎng)絡模型是由空腔模型發(fā)展而來的。微帶天線尺寸的理論公式 [14]： (3. 12)122rcf??????????煙臺大學畢業(yè)論文（設計）13 (3. 13)2recLlf????上式 fr 是天線的工作頻率， c 為光速。 (3. 3)12345lh???? (3. 4)????. .????煙臺大學畢業(yè)論文（設計）12 (3. 5) ???? (3. 6)????? (3. 7)???? reW? ?????????? (3. 8)??(3) 終端導納通過終端導納描述了邊緣輻射槽特性，可表示成y s=Gs+jBs ,其中 Bs 為槽的邊緣場產(chǎn)生的等效容性電納； Gs 為單一輻射槽輻射能量的等效電導。同時這里給出的?ε re 是直流相對介電常數(shù)。(1)特征阻抗 ZC 及等效介電常數(shù)ε re應用Atwater歸納的公式：設 Wr =W/h，則： (1)exp()? ?? ???? ????? ??? ?(3. 1) (3. 2)???? rC rreZW?? ?? ??? ?? ?在Wr=，ε r =213 時誤差1% 。 微帶天線的結構煙臺大學畢業(yè)論文（設計）11 矩形微帶天線結構及傳輸模式等效電路 [12]。沿 z 方向裂縫面的法向單位矢量為磁流密度。 EY 沿著裂縫均勻分布。 兩個低阻抗傳輸線的兩端，形成了兩個縫隙，電場被分解為兩個分量，En 垂直于接地板，E1 平行與接地板，因為 L=λG/2，所以輻 射源 的 垂 直 方 向 上 ， 水 平 分 量 可 以 得 到 最 大 輻 射 ， 垂 直 分 量 相 互 抵 消 而 為 零 。 圖 所 示 的 微 帶 天 線 元 可 以 看 作 是 由 傳 輸 線連 接 兩 個 輻 射 縫 組 合 而 成 。縫平面可看做是在位于微帶片兩端所延伸的面。傳輸方向是駐波分布，其垂直方向為常數(shù)。波的傳輸方向決定于饋電點。以下將介紹一般的微帶天線的分析方法。 微 帶 天 線 的 分 析 方 法 在 對 天 線 的 性 能 參 數(shù) 進 行 預 先 估 算 之 后 才 可 以 進 行 微 帶 天 線 的 設 計 ， 這 樣 做 有 助于 提 高 高天線研制的質(zhì)量和效率。 微 帶 天 線 的 形 狀貼片的形狀多種多樣，在實際應用中根據(jù)不同的性能要求和不同的安裝條件，要使用的微帶貼片天線形狀也各不相同。(3)易 集 成 。(2)電 性 能 多 樣 化 。 如 圖 微帶貼片天線 微 帶 天 線 的 性 能微 帶 天 線 一 般 情 況 下 應 用 于 1～ 50GHz的 頻 率 范 圍 內(nèi) ， 也 有 用 于 幾 十 GHz的 特 殊天 線 。 按 工 作 原 理 可 分 成 駐 波 型 和 行 波 型 微 帶 天 線 。 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 。 L 為 λg/2 時 ， 在 低 阻 傳 輸 線 兩 端 形 成 兩 個 縫 隙 ， 向 外 輻 射 。 常 用 的 一 類 微 帶 天 線 是 在一 個 薄 介 質(zhì) 基 上 ， 一 面 附 上 金 屬 薄 層 作 為 接 地 板 ， 另 一 面 用 光 刻 腐 蝕 等 方 法 作 出 一 定形 狀 的 金 屬 貼 片 ， 利 用 微 帶 線 和 軸 線 探 針 對 貼 片 饋 電 ， 這 就 構 成 了 微 帶 天 線 。在實際工作中測量這兩個參數(shù)時一般都是S1。在實際的工作中，這一指標幾乎不可能達到。公式表示為： (2. 5)maxaxininIUS?：天線B饋線ANZmZCA BUminUmaxZAAAZlTU煙臺大學畢業(yè)論文（設計）8 駐波比顯然駐波比越小越好。駐波比與反射成正比，當它們的值越小，它們的匹配越好。 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)。假設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。 天線的諧振頻率與工作頻帶寬度天線的共振頻率是使天線的輸入阻抗為零頻率的電抗分量，稱為天線的諧振頻率。天線的輸入阻抗受到諸多因素的影響，比如天線的結構，饋電點的位置，其工作頻率，幾何尺寸，天氣條件以及周圍的環(huán)境等。為了使天線的輸入阻抗盡可能是純電阻，應使電抗分量趨近于零，否則從天線到饋線的有效信號功率會受到輸入阻抗的電抗分量的影響而減少。E面和H 面互相正交。E面：是指通過天線最大輻射方向并與電場矢量平行的平面。通常是通過描述最大輻射方向的兩個正交平面上的剖面圖的方法來描述天線的方向圖。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) 構成。遠區(qū)輻射電磁場大都可以表示為： (2. 1)0e(,)jrEf??????煙臺大學畢業(yè)論文（設計）6 (2. 2)0EH????式中，E θ 是電場強