畢業(yè)設計-一種新型微帶貼片天線的優(yōu)化設計(參考版)
2024-12-04 13:36本頁面
【正文】 Return loss 。 HFSS。同時還要感謝平時對我寄予幫助和鼓勵的同學們。他為我指明了論文的方向和框架，在遇到問題時認真為我解答，他嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精 的工作作風，深深地感染和激勵著我。該天線的制作簡單，其性能優(yōu)良，具有一定的工程應用價值。 綜合考慮回波損耗和增益兩個參數(shù)， 正方形環(huán)縫貼片天線更具優(yōu)勢。 對比正方形環(huán)縫貼片天線和圓形環(huán)縫貼片天線，由 S11圖可知 ， 正方形環(huán)縫貼片天線回波損耗最大值可以降低了 ，而 圓形環(huán)縫貼片天線回波損耗最大值只能降低了 。 圖 69所示的 3D增益方向圖，正方形環(huán)縫為 ，它的增益 為 ，比圖 43比沒有進行底板開縫時的增益小了 。 圖 67所示的 3D增益方向圖，圓形環(huán)縫為 ，它的增益 為 ，比圖 43比沒有進行底板開縫時的增益小了 。當圓形環(huán)縫增大到 2mm時，其回波損耗值達到最小，比未開縫的回波損耗值降低了 。當圓形環(huán)縫為 1mm時，其回波損耗值降低了 。而降低程度的大小和縫的大小有關系。 圖 65所示的 S11的曲線圖，圓形環(huán)縫為 ，它的諧振頻率為 ，得到的最小回波損耗值為 ，比圖 42在沒有進行底板開縫時的回波損耗值小了 。 圖 63所示的 S11的曲線圖，圓形環(huán)縫為 ，它的諧振頻率為 ，得到的最小回波損耗值為 ，比圖 42在沒有進行底板開縫時的回波損耗值小了 。 在圖 41的基礎 上，在金屬底板上加開了兩個圓形環(huán)縫，如圖 61所示，大圓的直徑為 6mm，按 一定的值改變小圓的大小，形成不同大小的圓形環(huán)縫天線。但當正方形環(huán)縫為 2mm左右時，增益有了微小的提高。 圖 59所示的 3D增益方向圖，正方形環(huán)縫為 ，它的增益 為 ，比圖 43在沒有進行底板開縫時的增益小了 。 圖 57所示的 3D增益方向圖，正方形環(huán)縫為 ，它的增益 為 ，比圖 43比沒有進行底板開縫時的增益小了 。然后隨著環(huán)縫繼續(xù)增大，回波損耗值又逐漸變大。正方形環(huán)縫從小開始逐漸增大時，其回波損耗慢慢的在降低。 由以上四個圖可以看出，新型貼片在底板上開正方形環(huán)縫可以降低天線的回波損耗。 圖 54所示的 S11的曲線圖，正方形環(huán)縫為 2mm時，它的諧振頻率為 ，得到的最小回波損耗值為 ，比圖 42在沒有進行底板開縫時的回波損耗值小了 。 8 圖 51 正方形環(huán)縫的仿真圖 圖 52 正方形環(huán)縫為 的 S11 圖 9 圖 53 正方形環(huán)縫為 的 S11 圖 圖 54 正方形環(huán)縫為 的 S11 圖 圖 55 正方形環(huán)縫為 的 S11 圖 10 圖 52所示的 S11的曲線圖，正方形環(huán)縫為 1mm時，它的諧振頻率為 ，得到的最小回波損耗值為 ，比圖 42在沒有進行底板開縫時的回波損耗值小了 。由圖可以看出該微帶貼片天線的輻射最大方向為平面方向，即正 Z方向，增益可達到 ，而且還可以得到該方向的寬方向圖。 圖 41 普通 微帶天線結構仿真圖 天線的回波損耗曲線如圖 42所示，也即為 S11的曲線圖，由圖可知在頻率為 時 ,得到了最小回波損耗 ,其值為 。選用Roger R04003 介質(zhì)板，它的相對介電常量為 ，其厚度為 5mm[11]。 3. 方案設計 本文設計的是一種容易制作的新型微帶貼片天線，在普通微帶貼片天線的基礎上 ，在金屬的底板上開兩個正方形環(huán)縫，對仿真結果進行分析；然后把正方形環(huán)縫更改為圓形環(huán)縫，進行結果分析并且給出比較分析結果。 （ 4） 設置仿真天線模型的各個分析參數(shù) , 比 如插入遠場設置、掃頻模式、中心頻率、起始頻率、終止頻率、掃描次數(shù) ，然后 進行校驗分析 。 （ 2） 打開新的工程 , 并且在工程中插入一個也可以 是多個 HFSS 設計 ( insert HFSS design)。 （ 5） 可以同時對多個微波元件進行分析 , 即進行并行處理 [9]。 （ 3） 能以磁場強度 H和電場強度 E作為基本的物理量 , 由麥克斯韋 ( Maxwell) 方程出發(fā) , 求解出 微波元件中的磁場和電場的分布，以及各種曲線和圖形 。它 具有如下功能 : （ 1） 用戶可以通過交互式界面輸入高頻元件或者是電路的幾何尺寸結構、材料的類型、端口的位置、端口的特性阻抗定義線等等參數(shù) 。 它 可以分析仿真任意一個三維無源結構的高頻電磁場 ， 可以直接得到特征阻抗、輻射場、 S 參數(shù)及電磁場、傳播常數(shù)、天線方向圖等等結果 。在實際應用系統(tǒng)中，微帶貼片天線已應用 于移動通信、衛(wèi)星通訊、多普勒及其它雷達、無線電測高計、指揮和控制系統(tǒng)、導彈遙測、 5 武器信管、便攜裝置、環(huán)境檢測儀表和遙感、復雜天線中的饋電單元、衛(wèi)星導航接收機以及生物醫(yī)學輻射器等領域，隨著微帶貼片天線技術的成熟，微帶貼片天線將更加廣泛的用于社會生活中的各個層次，為經(jīng)濟發(fā)展做出貢獻。 應用 在許多實際應用中，微帶天線的優(yōu)點遠遠超過它的缺點。 多功能 由于無線通信的飛速發(fā)展，使得在雷達、通信及定位系統(tǒng)等領域都非常需要雙頻 /雙極
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