小型化寬頻和雙頻微帶天線的研究與設(shè)計.pdf

1、近年來，無線通訊系統(tǒng)的快速發(fā)展，使得接收、發(fā)射無線信號的天線有了質(zhì)的飛躍。在此發(fā)展歷程中，天線的應(yīng)用范圍越來越廣闊，例如智能家居系統(tǒng)；可穿戴無線通信設(shè)備；智能移動設(shè)備，以及無線通信用戶數(shù)量的快速增長和不同通信頻率范圍被開發(fā)與使用。上述應(yīng)用使天線研究不斷向?qū)掝l，雙頻甚至多頻段靠攏。同時便攜式通信設(shè)備的發(fā)展，要求天線的體積能夠盡可能的小。微帶天線具有剖面低，體積小，容易集成和易實現(xiàn)多頻等優(yōu)點，是天線家族中至關(guān)重要的一員，成為目前研究的熱點之

2、一。然而微帶天線帶寬太窄，不能滿足一些特定場合的使用，需要解決微帶天線帶寬窄和在不同頻段使用的問題?；谖炀€帶寬窄的缺點和容易實現(xiàn)雙頻的優(yōu)點，本文研究和設(shè)計了兩種小型寬頻微帶天線和兩種雙頻微帶天線。通過對微帶天線的發(fā)展與國內(nèi)外現(xiàn)狀的研究，深入了解了微帶天線的研究方法與設(shè)計思路。從微帶天線的基本理論出發(fā)，闡述了分析微帶天線的方法，對微帶天線所涉及的基本參數(shù)，例如輻射參數(shù)，電參數(shù)等進(jìn)行了討論，對實現(xiàn)微帶天線小型化、寬頻化以及雙頻特性的一

3、些常用方法進(jìn)行了研究。針對目前使用較為廣泛的無線局域網(wǎng)WLAN頻段，設(shè)計了能夠應(yīng)用在此頻段的寬頻和雙頻微帶天線，并運用高頻電磁結(jié)構(gòu)仿真軟件 HFSS15.0對天線進(jìn)行仿真優(yōu)化，對優(yōu)化后的天線進(jìn)行實物制作并測試。
　　基于以上分析，本文提出了兩種分別應(yīng)用在WLAN不同頻段的寬頻微帶天線：第一種通過對矩形貼片開槽和切角實現(xiàn)了一種小型寬頻微帶天線；第二種通過對E形天線加載短路墻的方法來減小天線尺寸，同時采用U形折疊接地板來增大其增益。兩

4、種天線分別工作于WLAN的2.45GHz頻段和5GHz頻段。運用HFSS軟件對天線進(jìn)行仿真優(yōu)化，仿真結(jié)果表明：回波損耗小于-10dB的阻抗帶寬分別為2.2864GHz~2.73GHz(443.6MHz,19％)和4.83GHz~6.92GHz(2090MHz,40%)，仿真增益分別為7dB和4dB。
　　針對WLAN頻段的要求，本文設(shè)計了兩種雙頻微帶天線：第一種是在矩形貼片表面加載兩個槽，使天線工作在兩種不同諧振模式下，從而產(chǎn)生雙

5、頻特性。仿真與測試結(jié)果表明：此微帶天線工作于WLAN2.45/5.8/5.5 GHz頻段，低頻和高頻諧振頻段小于-10dB阻抗帶寬分別為14.69%（2.27~2.63 GHz）和7.22%（5.47~5.88 GHz）。第二種通過加載寄生枝節(jié)的方式實現(xiàn)雙頻。仿真與測試結(jié)果表明：天線工作于WLAN2.45/5.2/5.8 GHz和 WiMAX2.5/3.3/5.5 GHz頻段，阻抗帶寬為2.33~2.69 GHz(360MHz,14.4