【正文】 mm以上，并要求其與 LCD、液晶屏、按鍵等的彎曲電纜、連接振蕩器或揚聲器的導線等有良好的接地。此外，對 PIFA天線的性能影響非常大的還有手機 PCB的長度，目前直板機 PCB的長度尚處于 75105mm之間這個水平。所以，一般而言天線面積按如下尺寸去調(diào)整設(shè)計： 雙頻 (GSM／ DCS)： 600x6～ 8mm 當以上要求得到滿足時，工作于 GSM頻段的天線一般可能達到 1～ 0dBi，而工作于 DCS/PCS頻段時可達 0～ ldBi。其中天線諧振頻率的帶寬和天線的高度 H密切相關(guān) [9]。對于性能良好的天線來說，尺寸自然偏大。 第二節(jié) WLAN/WiMAX天線的設(shè)計 WLAN/WiMAX天線的結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)則 為設(shè)計一款性能良好的天線，為滿足現(xiàn)代無線通信的要求，設(shè)計者往往需要按一定的設(shè)計規(guī)則去對天線進行研究設(shè)計，以盡量縮小天線的設(shè)計周期。在后面的實際測量結(jié)果表明，天線滿足 ，并且具有良好的全向輻射特性和可觀的增益。通過這一章的介紹讓我們對天線有了大概的了解，為我們接下來設(shè)計雙頻帶天線打下基礎(chǔ)。 綜上，對于一般的平面單極子天線，天線的最低點諧振頻率 f1與輻射體的長度 L、寬度 W 和接地板與輻射體的間距 G 有著密切的聯(lián)系，其中長度 L 和接地板與輻射體的間距 G 起主要作用。 對間距 G 分別取 9mm、 10mm 和 11mm 進行計算，結(jié)果如圖 所示。我們可以看到隨著輻射貼片長度 L 的增加，天線的諧振頻率 f1。我們在數(shù)值仿真軟件中建立起一個類似圖 ，如圖 。而 W、 L、 G 與 f1的關(guān)系式可由圓柱體近似法給出。 二、印刷單極子天線原理 一般平面單極子天線結(jié)構(gòu)模型是由金屬輻射體、饋電網(wǎng)絡(luò)、接地板和厚度較小的質(zhì)襯底組成，金屬輻射體可以是圓形、橢圓形、矩形、三角形等形狀。它們的結(jié)構(gòu)基本一致，都是有一個輻射貼片和一個接地板構(gòu)成，區(qū)別在于微帶天線的接地板的尺寸與介質(zhì)板大小一致，也就是接地板也在輻射貼 片下方，因此微帶天線通常都是定向天線。 印刷天線與微帶天線之間既有區(qū)別又有聯(lián)系，如圖 所示，黑色部分為地，陰影部分為饋線和輻射貼片。 由于印刷天線剖面薄，體積小，重量輕，造價低，最重要的是具有全向輻射性能，并且能與線路板有機結(jié)合，且具有很好的共形設(shè)計潛質(zhì)。 第三節(jié) 印刷單極子天線 一、印刷單極子天線與微帶天線的聯(lián)系和區(qū)別 印刷單極子天線一般由覆在介質(zhì)基片同側(cè)或兩側(cè)的單極貼片和導體地板構(gòu)成 ,通過位于地板中央的微帶線或共面波導進行饋電。當然同軸饋電也有相應的缺點：結(jié)構(gòu)不便于集成，制作較為麻煩，焊接重復性較差，且在貼片單元和探針之間會由于焊接的不均勻性產(chǎn)生反射。 2. 底饋 這種饋電方式又稱為同軸線饋電，是一種用得較多的饋電方式。側(cè)饋的優(yōu)點是微帶饋線單元可方便地和天線貼片單元一起光刻，制作簡便。如果天線的幾何圖形只維持主模，則微帶饋電可偏向一邊以得到良好匹 配。 1. 側(cè)饋 側(cè)饋也被稱為微帶線饋電，分為中心微帶饋電和偏心微帶饋電。但是因為天線輸入阻抗通常不等于傳輸線阻抗，所以需要進行匹配。然而，不管使用什么方式來拓展阻抗帶寬，都有可能會使方向圖變差，因此在設(shè)計天線時，應當兼顧方向圖。加載也可以降低 Q值。 Q值與介電常數(shù)有關(guān)，介電常數(shù)的降低也會引起 Q值的降低，從而可以增加帶寬。下面主要介紹一下第一類方法。 一般來說，所有的諧振天線的帶寬都會比較窄，這是由它們的諧振特性所決定的。 改變微帶貼片的形狀，有可能激發(fā)多頻率諧振，當這些諧振頻率非常接近時就組成了一個頻帶，即拓寬了頻帶。圖 所示即為微帶饋線縫隙耦合方式，這種方式通常會由兩層或多層基板構(gòu)成，在圖中所示結(jié)構(gòu)之外還有一塊基板用來放置輻射貼片。不同形狀的天線適用于不同的場合，使用間隙耦合的方式比使用厚介質(zhì)板增加天線帶寬的方式更加有效。 間隙耦合方式的特點是直接饋電 的貼片只有一塊，而其他一塊或多塊輻射單元是通過耦合方式來饋電的。近些年來有一些新的方法被人們所研究，克服了微帶天線頻帶窄的缺點，滿足了各個領(lǐng)域?qū)μ炀€的要求。 微帶天線由于其特有的優(yōu)點而被廣泛使用，但是微帶天線本身固有的缺點限制了它在某些領(lǐng)域的應用，其最顯著的缺點就是窄頻帶和低效率。貼片導體通常是銅和金，它可以是任意形狀，常見的有矩形、圓形和三角形等等。通常介質(zhì)基片的厚度與波長相比是很小的，因此它實現(xiàn)了一維小型化，屬于小天線的一種。 第二節(jié) 微帶天線的基本理論 一、微帶天線定義 微帶天線是在帶有導體接地板的介質(zhì)基片上貼加導體薄片而形成的天線。 總之，天線的性能是一項綜合性的技術(shù)指標。比如，對于一定尺寸的天線，它的帶寬和增益就是一對相互矛盾的指標，要拓寬天線的帶寬就需要犧牲一定的增益；而要提高天線的增益，天線的帶寬就會變窄。 工程研制中要求天線在規(guī)定的頻率范圍內(nèi)，它的主要電性能如電壓駐波比、增益、主 瓣寬度、副瓣電平、極化特性等必須滿足技術(shù)指標。相對帶寬是指天線的絕對帶寬 Δf 與工作頻帶內(nèi)的中心頻率 f0 之比，即： () 其中 f0為中心頻率： ，是上下限頻率的算術(shù)中值。 九、頻帶寬度 天線頻帶寬度是指天線的主要指標如增益、主瓣寬度、副瓣電平、輸入阻抗、極化特性等均滿足設(shè)計要求時的頻帶范圍。需要指出的是，當圓極化波入射到一個對稱目標上時，反射波是反旋向的。如此按照電場的極化形式可分為線極化、圓極化和橢圓極化。 八、極化 極化特性是指天線在最大輻射方向上電場矢量的方向隨時間變化的規(guī)律。它的定義為：在離天線某一距離處，天線在最大輻射方向上的輻射功率流密度 SMAX與相同輻射功率的理想無方向性天線在同一距離處的輻射功率流密度 S0之比，記為 D，即 （ ） 需要說明的是，一般方向系數(shù)用分貝來表示，這需要一個參考源，常用的參考源是各向同性輻射源，分貝表示為 dBi，通常情況下，若不加說明， dB 指的就是 dBi。 六、方向系數(shù) 上述方向圖參數(shù)雖能在一定程度上反映天線的定向輻射狀態(tài)，但由于這些參數(shù)未能反映輻射在全空間的總效果，因此都不能單獨體現(xiàn)天線集束能量的能力。所謂主瓣寬度，即是輻射功率密度降至最大輻射方向一半時的兩個發(fā)射方向之間的夾角。對于沿 z 軸放置的電基本振子而言，赤道平面是 H 面。對于沿 z 軸放置的電基本振子而言，子午平面是 E 面。 通常天線的方向性用兩個特定的互相垂直的平面上的方向圖來表示，即 E面和 H 面。一般來說，對于加載天線或電小天線，天線的效率比較低。 它的定義是：天線輻射功率和輸入功率的比值，即 () 天線的效率 ηA的取值范圍通常在 0%~100%之間。一般將 VSWR ≤2的帶寬稱為輸入阻抗帶寬。要使天線輻射效率高，就必須使天線與饋線良好地匹配，也就是天線的 輸入阻抗等于傳輸線的特性阻抗，才能使天線獲得最大功率。從天線與傳輸線匹配的觀點來看，需要具體地確定天線的阻抗大小，以便于采取措施使天線和傳輸線匹配良好。前者可以等效為電阻，后者可以等效為電抗。因此，天線的發(fā)射能力可用輻射電阻來表示。從這一意義來說，可 以把它比做電路上電阻的功率損耗。天線的寬頻帶工作能力可以用各參數(shù)與波長的關(guān)系曲線來表示。在計入天線損耗時要采用效率這一參數(shù)。天線作為傳輸線的負載，需要和傳輸線匹配，為此必須確定它的輸入阻抗。就發(fā)射天線來說，它是一個能量轉(zhuǎn)換器。 第五章：總結(jié)和展望；對整個論文進行了總結(jié)，并提出作者認為下一步手機天線設(shè)計有待解決的問題和發(fā)展前景。介紹所設(shè)計天線的特點以及如何實現(xiàn)本次的設(shè)計的天線。 為以下章節(jié)的方案的設(shè)計做了技術(shù)鋪墊。 第二章 :天線的基本理論。 論文共分為四個章節(jié)，論文各章節(jié)的名稱和具體內(nèi)容如下： 第一章：緒論。關(guān)于 HFSS的運用在后面將會提及，在這就不再闡述 。一種是印刷單極子天 線，這種天線通過兩個不同的分支實現(xiàn)多頻，本文設(shè)計的應用 WLAN系統(tǒng)的雙頻天線就是采用這種結(jié)構(gòu)制作而成的。多貼片和集總加載都會使天線的結(jié)構(gòu)變得復雜，而槽加載作為一種簡單的加載方式，可以在單層微帶天線上實現(xiàn)雙頻，制作生產(chǎn)相對簡單，且容易與微波電路集成。所謂雙頻天線是指具有兩個諧振頻率的天線，天線實現(xiàn)雙頻或多頻有多種方法。特別是它可方便地與饋電網(wǎng)絡(luò)和器件集成成塊，與微電子技術(shù)緊密結(jié)合，功能強大，已顯示出新一代天線形式的巨大活力。從外形分，臺式收音機是拖線天線，便攜式的是拉桿天線，從接收頻率分，調(diào)幅收音機是磁性天線，調(diào)頻的是拉桿天線，頻率越高天線越短，老式磚頭手機頻率不高，用拉桿天線，現(xiàn)在手機頻率非常高，其內(nèi)置天線很短，可以制成印刷天線，即和集成電路版印刷在一起的天線，一般呈 “回 ”字形。 形象解釋。導引段呈弧形，與第二輻射部分別位于第一輻射部的兩側(cè)，且導引段與第一輻射部的弧形輻射段之間形成第一間隙。第一輻射部電性連接于信號饋入部，其包括弧形輻射段。信號饋入部用于饋入電磁波信號。 抽象解釋。 第二節(jié) 印刷單極子天線 印刷天線簡單的說，就是可以印刷出來的天線。 WiMAX還具有 QoS保障、傳輸速率高、業(yè)務豐富多樣等優(yōu)點。 WiMAX的另一個名字是 。 8．電磁環(huán)境：無線局域網(wǎng)應考慮電磁對人體和周邊環(huán)境的影響問題。 6．節(jié)能管理：當無數(shù)據(jù)收發(fā)時使站點機處于 休眠狀態(tài) ，當有數(shù)據(jù)收發(fā)時再激活，從而達到節(jié)省電力消耗的目的 。 4．通信保密：由于數(shù)據(jù)通過無線介質(zhì)在空中傳播，無線局域網(wǎng)必須在不同層次采取有效的措施以提高通信保密和數(shù)據(jù)安全性能。 2． 兼容性 ：對于室內(nèi)使用的無線局域網(wǎng)，應盡可能使其跟現(xiàn)有的 有線局域網(wǎng) 在 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 和網(wǎng)絡(luò)軟件上相互兼容。 無線局域網(wǎng)需要支持高速、突發(fā)的數(shù)據(jù)業(yè)務，并且在室內(nèi)使用還需要解決多徑衰落以及各子網(wǎng)間串擾等問題。無線局域網(wǎng)擁有良好的靈活性和移動性，并且安裝便捷易于進行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和調(diào)整，易于擴展，故障定位容易的優(yōu)點。簡寫中文翻譯名稱：微覽。 第一章 緒論 本章首先闡述了無線局域網(wǎng)；然后介紹了印刷單極子天線和雙頻天線；接著簡要介紹用于天線仿真的軟件；最后給出了本文所做的研究工作以及論文的組成與結(jié)構(gòu)。 應用于 WLAN/WiMAX雙頻帶印刷天線是一種具有水平和垂直兩種極化特性的天線。但是，近年來的研究熱點大多放在小型化多頻微帶天線的研究設(shè)計。 當今，隨著無線通信技術(shù)的迅速發(fā)展，為擴大系統(tǒng)容量或者實現(xiàn)雙模、多模通信，實際通信系統(tǒng)往往需要實現(xiàn)多頻段工作。當然，天線作為收發(fā)信息設(shè)備的必不可少的組成部分，經(jīng)過幾十年的發(fā)展已經(jīng)取得一定的進步，并在很寬的頻帶上得到廣泛應用。 最后 ,論文總結(jié)了全部工作 ,并對未來相關(guān)研究工作做了適當展望。接著，介紹了 WLAN/WiMAX雙頻帶印刷天線的特點和設(shè)計特點以及設(shè)計要求。首先 ,論文簡單介紹了無線局域網(wǎng)的基本概念 ,在了解了無線局域網(wǎng)的的基本知識后討論了印刷天線發(fā)展情況 ,最后簡單敘述了本次用的三維仿真軟件。結(jié)果表明 ，測試結(jié)果和仿真的結(jié)果一樣，并且在帶內(nèi)擁有良好的全向輻射特性。本文提出了一種應用 WLAN/WiMAX通信系統(tǒng)的新型雙頻帶印刷天線。 重慶郵電大學 畢業(yè)設(shè)計（論文） 設(shè)計（論文）題目： 應用于 WLAN/WiMAX的雙頻帶印刷天線設(shè)計 學 院 名 稱 ： 學 生 姓 名 ： 專 業(yè) ： 班 級 ： 0231002 學 號 ： 指 導 教 師 ： 答辯組 負責人 ： 摘要 在現(xiàn)在無線通信產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展下，無線通信行業(yè)正遍布我國的各個領(lǐng)域，并且競爭也越來越激烈，而作為移動通信系統(tǒng)中通信終端的天線要求也就越來越高。 伴隨著無線局域網(wǎng)中各項標準的出臺， 因此，研制可同時適用于多個頻帶內(nèi)的天線成為天線的設(shè)計的要求。通過在微帶板蝕刻對稱的叉子形輻射貼片和寄生貼片，仿真設(shè)計了一款雙頻帶印刷天線結(jié)構(gòu)，借助于仿真軟件對天線進行優(yōu)化設(shè)計，使天線能覆蓋 ，并對其進行了測試。 論文共分為五個部分。 其次 ,詳細地回顧了天線的基本理論 ,包括天線的基本電參數(shù) ,天線單元的饋電方法等等。 然后介紹了 應用于 WLAN/WiMAX雙頻帶印刷天線仿真的流程的具體步驟 。 【關(guān)鍵詞】 WLAN/WiMAX HFSS 雙頻 對稱叉子型 ABSTRACT In the current rapid development of wireless munication industry， wireless munications industry is all over the country in various fields, and more intense petition, as a mobile munication terminal in a munication system, it requires more and more antennas. With the introduction of wirel