微帶天線的多頻化與寬頻化研究.pdf

1、近年來，通信系統(tǒng)向著小型化、更大容量、多功能和智能化的趨勢發(fā)展，微帶天線的多頻帶和寬頻帶特性成為研究的熱點(diǎn)。 本文首先綜述了微帶天線的理論分析方法，多頻帶技術(shù)和寬頻帶技術(shù)的主要研究方向，并大致闡述了電磁場數(shù)值計(jì)算中常用的有限元方法。以實(shí)現(xiàn)微帶天線的多頻帶和寬頻帶特性為目的，本文主要完成了以下幾個(gè)方面的工作： (1)將分形的概念應(yīng)用到天線的設(shè)計(jì)中。分形的自相似屬性可決定天線的多頻帶特性，同時(shí)，其空間填充性還可實(shí)現(xiàn)天線的小型

2、化。本文將Sierpinski分形應(yīng)用于天線的設(shè)計(jì)會表現(xiàn)出了良好的多頻帶特性，但也對天線其他方面的性能也會帶來一些負(fù)面的影響，其第一諧振點(diǎn)相對普通三角形貼片天線有所提高，而且諧振深度和帶寬等性能都有惡化的趨勢。本文對Sierpinski分形天線進(jìn)行了優(yōu)化，通過設(shè)計(jì)ParanySierpinski分形以及ParanySierpinski分形的改進(jìn)型獲得了良好的效果。 (2)研究了光子晶體結(jié)構(gòu)在天線設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。本文著重研究了使用光

3、子晶體結(jié)構(gòu)基板的微帶天線。光子晶體基板可明顯抑制貼片天線內(nèi)的表面波，提高天線向前輻射的增益，并能改善回波損耗，提高帶寬。通過對普通基底和PBG基底矩形微帶貼片天線的比較，觀察到PBG基底微帶天線諧振點(diǎn)的回波損耗有顯著改善，降低了15.62dB，天線帶寬差不多提高原來的2倍，效果較為顯著。 (3)在前兩點(diǎn)工作的基礎(chǔ)上探討了分形結(jié)構(gòu)與光子晶體結(jié)構(gòu)同時(shí)應(yīng)用于微帶天線設(shè)計(jì)的可行性。由于多頻帶天線具有多個(gè)諧振點(diǎn)，并分布相差較遠(yuǎn)，光子晶體設(shè)