一种超宽带天线的设计与研究毕业设计论文

摘要近年来，微带天线由于其体积小、重量轻、制作简单和成本低等优点，引起了人们的广泛兴趣。

但是微带天线的缺点也很明显，带宽窄、效率低，这时超宽带微带天线应运而出，通过对微带天线的优化，使其达到超宽带的要求，有效克服了天线带宽窄的问题。

2002年，FCC公布了超宽带天线的通信标准：3.1GHz-10.6GHz。

如今移动通信设备和终端呈现小型化的发展趋势，这更使得超宽带微带天线的研究与应用成为了当今的热点。

超宽带技术具有很大的应用前景，可应用于无线通信、雷达、短距探测等。

本文介绍了天线的基本电参数以及微带天线的馈电方式、辐射原理以及分析方法，并对矩形微带天线进行了仿真研究，研究了贴片长度和阻抗匹配器宽度对天线性能的影响；而由于研究的是超宽带天线，本文还对超宽带天线进行了简要的介绍和分析。

本文的主要内容是设计一款钻石型超宽带天线并对其进行一定的优化，使其能满足超宽带的要求。

首先，根据微带天线的基本理论，设计出了天线原型。

接下来，分析了天线的接地板、辐射贴片、介质板的厚度对于天线性能的影响。

最后分析和总结，完成天线的设计。

完成的天线工作频带涵盖了整个UWB频段,并且带宽远比设计要求的要大得多，相对带宽达到130%，在此范围内天线的回波损耗低于-10dB，最大辐射方向的增益为4.24dB。

关键词：微带天线;超宽带;钻石形超宽带天线AbstractIn recent years, because of its small size, light weight, simple production and low cost, the microstrip antenna has aroused people's wide interests.. But the disadvantage of the microstrip antenna is obvious,for exmple narrow bandwidth, low efficiency, then Ultra Wideband Microstrip antenna should be shipped out, through the optimization of the microstrip antenna,it meet the requirements of ultra wideband, effectively overcome the disadvantage，the narrow bandwidth of the antenna.In 2002, FCC announced the communication standards of UWB Antenna: 3.1GHz-10.6GHz. Moile communication equipment and terminals arepresenting a trend of miniaturization, which makes the research and application of UWB microstrip antenna become a hot spot today. UWB technology has great application prospect, can be used in wireless communication, radar, short detection etc..In this paper, we introduced the antenna's basic electrical parameters and the feed mode of microstrip antenna, radiation theory and analysis method, then we research the simulation of the rectangular microstrip antenna , research patch length and impedance matching device width on the performance of the antenna; and because it is the study of ultra wide band antenna. This paper also introduced and analyzed ultra wideband antenna briefly .The main content of this paper is to design a diamond type ultra wideband antenna and optimize it, so that it can meet the requirements of UWB.. Firstly, according to the basic theory of microstrip antenna, the antenna prototype is designed.Next, the influence of the antenna's grounding, the radiation patch, the thickness of the dielectric plate on the antenna performance is analyzed.Finally, the design of the antenna is analyzed and plete antenna operating band covers the whole UWB frequency band and bandwidth is much larger than design requirements , relative bandwidth reaches 130%. Within this range of the antenna return loss below - 10dB, the maximum radiation direction of the gain is 4.24dB.Key words:microstrip antenna; UWB; diamond shaped UWB antenna目录第1章绪论 (1)1.1 研究目的及其意义 (1)1.2 当今天线的研究方向 (2)1.3 论文主要内容 (3)1.4 小结 (3)第2章天线的理论基础 (4)2.1 天线的电参数 (4)2.1.1 方向图 (4)2.1.2 增益 (4)2.1.3输入阻抗 (4)2.1.4 频带宽度 (5)2.1.5 驻波比 (5)2.2 微带天线 (6)2.2.1 微带天线概述 (6)2.2.2微带天线的馈电方式 (7)2.2.3微带天线的辐射原理 (8)2.2.4 微带天线的分析方法 (9)2.3 超宽带天线 (12)2.3.1超宽带天线简介 (12)2.3.2 超宽带无线通信的优势与缺点 (13)2.3.3 超宽带天线的应用 (18)2.4小结： (19)第3章矩形微带天线仿真与分析 (20)3.1 仿真软件简介 (20)3.2 设计指标 (24)3.3 确定尺寸 (24)3.4 矩形微带天线仿真及分析 (25)3.5小结： (29)第4章钻石形超宽带天线设计与优化 (30)4.1钻石形超宽带天线设计指标 (30)4.2钻石形超宽带天线初始设计与仿真 (30)4.3 钻石形超宽带天线的参数对于天线的影响 (32)4.3.1天线接地板 (32)4.3.2钻石形微带贴片 (37)4.3.3介质板的厚度 (42)4.4 钻石形超宽带天线的优化 (43)4.4.1 天线优化分析 (43)4.4.2 天线优化尺寸及结果 (43)4.5小结： (47)总结 (48)致谢........................................................................................................................... 错误！未定义书签。

毕业设计题目：超宽带（UWB）无线定位技术学校 XXXX大学院系通信与信息工程学院专业通信工程姓名 XXXXXXXXXXX学号 XXXXXXXXX2012 年 6 月论文题目:超宽带（UWB）无线通信技术专业：通信工程学生：XX 签名：指导教师：XXX 签名：摘要随着无线通信技术的高速发展，人们对无线通信系统的要求日益提高，超宽带（Ultra-Wideband，UWB）技术凭借其高速率的数据传输、极低的功耗以及其精准的定位等性能，逐渐成为无线通信领域研究的一个热点，受到了广泛的关注。

本文首先介绍了超宽带（UWB）技术的历史背景及其定义和特点。

其次针对超宽带（UWB）的原理及其波形进行了研究和探讨。

然后论述了超宽带（UWB）的调制与接收，并主要分析了PPM-TH-UW，PAM-DS-UWB，MB-OFDM-UWB这三种调制方式。

最后本文重点介绍了超宽带（UWB）的无线定位技术，首先是对其发展和定义进行了概述，其次分别介绍了超宽带无线定位的参数及其几何模型，重点对UWB定位中TOA 的算法进行了研究，最后通过仿真对定位算法的实现做出了验证并得到了重要结论。

关键词：超宽带（UWB），无线定位技术论文类型：理论研究性Title：Ultra-wideband(UWB)wireless positioning technologyMajor：Communications technologyName：XXXX Signature:Supervisor：XXXX Signature:AbstractWith the rapid development of wireless communication technology, the wireless communication system of the increasing demand, ultra wideband (Ultra-Wideband, UWB) technology by virtue of its high data rate, low power consumption and its precise positioning performance, has become the field of wireless communication research a hot spot, has received the widespread attention.This thesis first introduces the ultra wideband (UWB) technology to the historical background and the definition and characteristics of. Secondly, ultra wideband (UWB) principle and waveform are studied and discussed. And then discusses the ultra wideband (UWB) modulation and receiving, and primary analysis of PPM-TH-UW, PAM-DS-UWB, MB-OFDM-UWB the three modulation methods. Finally, this thesis introduces the ultra wideband (UWB) wireless positioning technology, first of its development and definition are outlined, followed by introduces UWB wireless positioning parameters and geometry model, focus on the localization of UWB TOA algorithm is studied, finally through the simulation of positioning algorithm to verify and obtained important conclusion.Key words:ultra wideband (UWB), wireless positioning technology.Type of thesis:theoretical research目录第一章超宽带（UWB） (4)1.1 UWB技术的发展 (4)1.2 UWB的定义 (4)1.3 UWB的技术特点 (6)第二章UWB的原理及其波形 (7)2.1 UWB的原理 (7)2.2 UWB信号的产生 (7)2.3 UWB信号的波形 (7)2.1.1 UWB信道模型 (7)2.1.2高斯脉冲信号 (8)第三章UWB的调制和接收 (10)3.1 UWB典型调制方式 (10)3.1.1 PPM-TH-UWB (10)3.1.2 PAM-DS-UWB (11)3.3.3 MB-OFDM-UWB (12)3.2 UWB信号的接收 (13)3.2.1无多径时A WGN信道的最佳接收机 (14)3.2.2多径信道的Rake接收机 (15)第四章UWB无线定位系统 (18)4.1引言 (18)4.2无线定位技术 (18)4.2.1无线定位的概述 (18)4.2.2 UWB无线定位的参数 (20)4.2.3 UWB无线定位的几何模型 (25)4.3 UWB定位中TOA估计算法 (29)4.3.1 TOA估计的信号模型 (30)4.3.2 基于TOA位置估计算法 (32)4.4 LSE仿真实验及其结果分析 (34)4.5 本章小结 (38)总结 (39)致谢 (40)参考文献 (41)第一章超宽带（UWB）1.1 UWB技术的发展对超宽带（UWB，Ultra-Wideband）无限技术（简称UWB技术）的起源众说纷纭，从目前的学者研究工作来看大约可以追溯到20世纪50年代末和60年代初。

一种超宽带蝴蝶结槽天线的设计研究摘要本文设计了一种以共面波导馈电的超宽带平面蝴蝶结槽天线。

天线采用半圆与三角形组合形状构成蝴蝶结槽,并增加扇形寄生贴片以拓宽频带。

通过采用导带线性渐变的方式进行阻抗变换,在很宽的频带内实现了阻抗的良好匹配,其带宽达到134%,具有较好的应用前景。

关键词超宽带天线;共面波导;蝴蝶结槽天线0 引言超宽带技术是无线通信领域中最具竞争力和发展前景的技术之一。

超宽带天线作为超宽带通信系统的重要组成部分已引起了越来越多的关注,而超宽带平面天线具有小型化、设计方便、结构简单,便于集成等优势逐渐成为UWB天线发展的趋势和要求。

近年来出现了许多新型的超宽带平面天线,如平板印刷天线,印刷单极天线,槽天线等,可以很好的实现其宽带化。

印刷槽天线独具特点,与微带贴片天线相比,槽天线具有更大带宽,易于阻抗匹配,能获得双向辐射等优点。

文献[1-2]给出了共面波导馈电的印刷宽槽天线,最大得到40%的阻抗带宽。

文献[3]设计了一种新型宽带蝶形印刷槽天线,通过使用线性渐变过渡,改变了输入阻抗,从而显著提高天线的阻抗带宽,并且这种渐变的馈电结构对天线方向图影响极小。

文献[4]中共面波导馈电的蝴蝶结形槽天线附加一个相似的小蝴蝶结形槽,通过磁耦合得到10dB反射损耗百分比带宽为123%,这对于蝴蝶结形槽天线的性能是一个很大的提高。

本文提出一种超宽带平面蝴蝶结槽天线,天线通过特征阻抗为50Ω的共面波导馈电,采用半圆与三角形组合形状构成蝴蝶结槽,并增加扇形寄生贴片以拓宽频带。

采用导带渐变的方式进行阻抗变换,其10dB反射损耗相对带宽为134%(4.3~21.7GHz),在超宽带领域具有较好的应用前景。

1 天线的仿真设计天线采用共面波导(CPW)馈电,即在介质基片的一个面上制作出中心导体带,并在紧邻中心导体带的两侧制作出导体平面,共面波导具有低色散,相互之间的串扰小、加工方便、不需要过孔、辐射损耗小,并且共面波导的特性阻抗是由中间导带宽度和缝隙之比决定,可以自由设计其尺寸。

本科生毕业（论文）设计摘要随着社会的发展，科技的进步，无线电的应用频段也被不断地扩展，进而促进了超宽带电磁学的产生。

在超宽带频段内，时域特性的研究表明，时域电磁波是人类非常重要的资源，作为超宽带无线电系统中不可缺少的一员，超宽带天线的研究也因此变得相当有意义。

超宽带技术具有许多窄带系统无法比拟的优点，例如:高数据速率、低系统成本和抗多径效应等，独具的优点使超宽带系统成为最具竞争力和发展前景的技术之一。

超宽带天线具有相当广泛的应用空间，它可用于GPRS全球定位、资源及环境的探测、卫星通信、雷达等。

除此之外，近年来，对于短距离无线通信的研究颇多，超宽带以其尺寸小、交换数据的速率高等优点，可用于诸多无线设备中，例:USB、数码相机等。

与无线射频技术相结合，取代传统的有线通信。

本文的研究围绕超宽带天线展开，研究的内容首先从介绍超宽带天线的发展现状开始，依次介绍了超宽带天线的基本理论、主要性能参数及研究方法，介绍了超宽带天线的几种实现方法及超宽带天线的分析方法。

最后设计一款平面超宽带缝隙天线，并进行仿真和比较，给出了该天线的相关性能参数，验证其在覆盖3.1 G-11 G的频率范围内，满足超宽带天线的应用要求。

关键字：超宽带天线天线系统超宽带缝隙天线ABSTRACTWith the development of society and the advance in technology, the application of radio frequency bands are also constantly expanded。

It promotes the production of ultra-wideband electromagnetics. In the UWB frequency band，time domain characteristics show that，time-domain electromagnetic wave is a very important resource for human。

超宽带天线设计及共形阵列综合研究超宽带天线设计及共形阵列综合研究随着无线通信技术的快速发展，越来越多的应用场景对高速、大容量的数据传输进行需求。

超宽带（Ultra-Wideband，简称UWB）通信作为一种新型的无线通信技术，以其高速、低功耗、抗干扰等特点成为各行各业关注的热点研究方向之一。

天线作为无线通信系统中的重要组成部分，对整个系统的性能起着至关重要的作用。

因此，超宽带天线的设计和优化成为了研究的一个重点。

首先，超宽带天线的设计需要满足很宽的工作频带要求。

传统的窄带天线由于其设计出的频率范围较窄，难以满足超宽带通信系统的需求。

因此，设计超宽带天线的关键在于拓宽其频率响应。

一般使用宽带螺旋天线或宽带微带天线等结构来实现宽频带的要求。

此外，通过优化天线的尺寸和形状，可以进一步拓宽频率响应。

在设计过程中，需要合理选择和优化各种参数，如天线长度、宽度、高度、介电常数等，以实现超宽带的操作频带。

其次，共形阵列作为一种新型的多天线系统结构，可以有效地提升天线阵列的性能。

共形阵列通过将天线设计成与其外部环境相似的形状，并布置在特定的位置上，以提高系统对信号的接收和发射效果。

在超宽带通信系统中，共形阵列能够有效地实现波束形成、多路径干扰抑制等功能。

因此，研究超宽带天线与共形阵列结合的方法，对提升超宽带通信系统的性能具有重要意义。

在超宽带天线的设计和共形阵列的研究中，可以采用多种方法和技术。

例如，可以使用计算电磁学模型进行仿真分析，通过优化算法和优化工具进行参数调整和优化，并利用实验方法对设计结果进行验证。

在设计过程中，还需考虑天线的辐射特性、增益、极化特性、效率等因素，并与系统需求相匹配。

此外，还需要考虑到天线的重量、成本等实际应用要求。

综上所述，超宽带天线设计及共形阵列是一个复杂而重要的研究领域。

通过合理的设计和优化，可以提高超宽带通信系统的性能，满足各种应用场景对高速、大容量数据传输的需求。

未来，随着无线通信技术的不断发展和应用场景的不断拓展，超宽带天线设计及共形阵列的研究将越来越显得重要和迫切综合上述所述，超宽带天线设计及共形阵列的研究对于提升超宽带通信系统的性能具有重要意义。

摘要摘要穿墙雷达系统能对不透明障碍物等复杂环境下的生命迹象进行探测和定位，在城市恐怖袭击绑架和消防救援等活动中具有非常重要的作用和意义。

冲激体制的穿墙雷达是一款具有集穿透性强、抗干扰能力强、隐蔽性能好、距离向分辨率高等优点的探测能力比较优秀的穿墙雷达。

而天线作为穿墙雷达系统中重要的组成部分，天线的好坏直接影响雷达系统的性能，因此设计一款性能较佳的天线是非常重要的，而这也是本设计的目标。

本设计的工作和内容主要包括以下几个部分：首先，简要分析和概述了穿墙雷达系统的背景以及其实际应用意义，调研和分析了国内外研究现状和发展。

研究和分析了1GHz~10GHz频段信号对各种墙体穿透能力，以及结合系统体积、雷达信号波形和冲激体制最终确定以1.5GHz~4.5 GHz频段的高斯脉冲加载3GHz正弦波信号作为穿墙雷达信号。

然后对穿墙雷达信号频段进行分析知其为超宽带信号。

分析出适合此类穿墙雷达的天线主要为宽带微带型天线和超宽带天线。

简单介绍微带天线扩展带宽的方法并介绍和对比几种超宽带天线，最终确定带渐变槽的单极子天线和Vivaldi天线作为该系统的终点研究方向。

因而进行概述Vivaldi天线的原理、发展和馈电结构、为本文的设计作铺垫。

其次，设计了一款适合穿墙雷达的天线带渐变槽的单极子天线，详细阐述了该天线的设计过程并对其进行分析。

该天线有一个优点就是体积小它的体积是后面设计的Vivaldi天线的体积的50%，而且带渐变槽的单极子天线的高频特性非常好达到了11GHz。

并且通过分析其时域特性，表明其具有良好的时域特性。

最后，从Vivaldi天线的结构到设计给出了详细分析和计算。

设计主要包括馈电结构和槽线渐变辐射器的计算和设计。

然后对天线整体性能进行描述并分析其仿真和测试结果。

主要包括频域的回波损耗、辐射方向图以及峰值增益和时域的辐射波形、振铃现象、时域方向图以及保真系数等方面的分析。

通过比较这两款天线性能，最终选择Vivaldi天线作为穿墙雷达系统的收发天线。

超宽带滤波天线研究与设计DAI Tianyao【摘要】文中提出了一种新型小尺寸具有三阻带特性的UWB天线.所设计的天线基本几何结构由耦合馈电结构、圆形辐射贴片和互补开口谐振环(CSRR)组成.通过在结构简单的圆形单极子天线中引入地面开槽结构、贴片开互补谐振环技术实现了三阻带的超宽带滤波天线.仿真和测试结果表明该天线在3 ～8 GHz频率范围内,回波损耗＜-10 dB,并且在中心频率点3.5 GHz(WIMAX)、5.5 GHz(WLAN)和7.5 GHz(卫星通信频段)处,产生明显阻带作用.在宽频通带范国内驻波比均小于2,在频点3.2 GHz、4.5 GHz和6.5 GHz处天线的E面呈”8”字形,且H面具有良好的全向性,证明文中提出的UWB天线满足超宽带三阻带滤波天线的设计要求.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2018(031)012【总页数】4页(P34-37)【关键词】超宽带;滤波天线;小型化;互补开口谐振环;微带天线;三阻带【作者】DAI Tianyao【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TN82超宽带(Ultra Wideband，UWB)无线技术作为一种新的无线通信技术，越来越受到人们的重视。

UWB是一种具有抗干扰性能强、系统容量大、发送功率小、传输速率高等优点的无载波通信技术。

按照美国联邦通信委员会的规定， 3.1～10.6 GHz之间的频段划分为超宽带系统使用的范围。

然而在超宽带通信频段范围内依然存在着一些窄带通信系统[1-6]。

滤波器和天线作为射频前端电路最重要的两个无源元器件，一直是学者们研究的热点和重点。

传统的滤波天线设计方法仅仅考虑了器件本身的性能，通过级联匹配网络，并没有从整体范围进行考虑。

若将天线与滤波器集成设计成为滤波天线，可使天线同时具有辐射和滤波功能[7-8]，有效减小三维封装的尺寸和面积，进一步实现无线通信系统的小型化。

目前发表的文献中已提出大量单阻带及双阻带天线，然而三阻带天线甚至具有更多阻带的天线依然较少。

新型超宽带天线研究引言随着无线通信技术的快速发展，超宽带天线在无线通信领域的应用越来越广泛。

超宽带天线具有宽带宽、高效率、低损耗等优点，因此在无线通信、雷达、电子对抗等领域具有广泛的应用前景。

然而，传统的超宽带天线存在一些问题，如带宽不够宽、天线尺寸较大等，这些问题限制了超宽带天线的进一步应用。

因此，本文旨在研究一种新型超宽带天线，以解决传统超宽带天线存在的问题，为无线通信技术的发展提供新的解决方案。

相关工作在超宽带天线的研究方面，已有许多研究者提出了各种不同的技术方案。

例如，有些人提出了一种基于螺旋结构的超宽带天线，这种天线具有较宽的带宽和较高的增益，但天线的尺寸较大，不够紧凑。

另外，还有一些研究者提出了一种基于枝节结构的超宽带天线，这种天线具有较小的尺寸和较宽的带宽，但天线的增益较低。

设计思路和实现方案本文提出了一种新型超宽带天线，该天线的设计思路是基于传输线理论和多谐振腔体结构。

具体实现方案如下：1、设计一个多谐振腔体结构，该结构由多个谐振腔体组成，每个谐振腔体具有不同的谐振频率。

通过调整谐振腔体的数量、大小和形状等因素，可以调节天线的带宽和增益。

2、将多个谐振腔体结构按照一定的顺序排列，并采用传输线理论进行耦合和馈电，以实现天线的宽带宽和高效辐射。

3、采用高品质因数的材料制作天线，以提高天线的效率和稳定性。

实验结果与分析为了验证本文所提出的新型超宽带天线的性能，我们进行了一系列实验测试。

实验结果表明，该天线具有以下优点：1、带宽宽：该天线的带宽达到了100%，远超过了传统超宽带天线的带宽。

2、尺寸小：通过采用多谐振腔体结构和紧凑的设计方案，该天线的尺寸比传统的超宽带天线小了很多。

3、增益高：由于采用了多个谐振腔体结构和优化设计方案，该天线的增益比传统超宽带天线更高。

4、稳定性好：由于采用了高品质因数的材料制作天线，该天线的效率和稳定性都得到了很好的保障。

总结与展望本文提出了一种新型超宽带天线，该天线基于传输线理论和多谐振腔体结构设计而成，具有带宽宽、尺寸小、增益高和稳定性好的优点。

超宽带平面单极子天线的分析和设计超宽带平面单极子天线的分析和设计孙永志李庭王伟光陈秋林王一笑赵旭（中国航天科工集团8511研究所，南京210007）摘要：本文研究了一种应用于超宽频带的平面单极子天线。

用传输线理论的等效电路方法分析了展宽平面单极天线带宽的措施，即添加切角和短路枝节。

设计出了一种实用的超宽频带平面单极子天线，并对该天线进行了数值仿真。

计算的电压驻波比和辐射方向图与实测结果吻合良好。

关键词：平面单极子天线，传输线理论，超宽带Analysis and Design of the Ultra Wide Band Planar MonopoleAntennaSun Y ongzhi Li Ting Wang Weiguang Chen Qiulin Wang Yixiao Zhao Xu (No.8511 Research Institute of China Aerospace Science Industry Corp of China, Nanjing 210007) Abstract: In this paper, coordinate transformation method was used to analyze two-dimensional cylindrical electromagnetic invisibility cloaking.And the electromagnetic dispersion equation of electromagnetic invisibility cloaking was given.The calculation results show that two-dimensional cylindrical electromagneticinvisibility cloaking.has good scattering Characteristics for the electromagnetic wave.Keywords: Planar monopole antennas; Transmission line theory;Ultra Wide Band1 引言超宽带（Ultra Wide Band，缩写为UWB）是一种利用纳秒至微微秒级的非正弦窄脉冲传输数据的无载波通信技术，与传统通讯系统相比，所占用的频带宽度大大变宽。

超宽带天线的研究与设计中文摘要近几年来，超宽带天线的研究已经成为热潮。

本文的思想也是研究小型化超宽带平板天线，让其在生活中的硬件设计产品中满足超宽带天线的技术需要。

因为超宽带天线在WiMAX和WLAN的窄带系统和装载切口天线设计结构上产生的影响。

实现WiMAX和WLAN频带的双凹槽在超宽带天线结构设计。

在设计过程中主要是使用HFSS软件进行天线结构的仿真优化。

主要利用了HFSS软件仿真和天线结构的优化设计过程。

我们针对其超宽带天线的性能参数，相应的提升平面单极子天线的基础研究。

传统平面单极子天线与狭槽，狭槽装载方法的横截面，提出了几种平面单极子天线从频域和时域研究，从而从单极子天线的相关性能参数出发，研究平面单极子天线在频率范围为3.1GHZ-11GHZ，使超宽带天线能够达到市场对硬件方面的应用需求。

关键词：平面单极子天线；超宽带；HFSS仿真IResearch and design of ultra-wideband antennaAbstractIn recent years, the research of ultra-wideband antenna has become a boom. Thought of this paper is to study ultra-wideband planar antenna miniaturization, let the life in the hardware design of the product satisfy the need of ultra-wideband antenna. Because of ultra-wideband antenna in WLAN and WiMAX narrowband systems and the impact loading of incision on the antenna design. Both WiMAX and WLAN band grooves in the ultra-wideband antenna structure design. In the design process is mainly using HFSS software for simulation of antenna structure optimization. Mainly using HFSS software simulation and optimization of the antenna structure design process. We according to the performance of ultra-wideband antenna parameters, the corresponding increase of planar monopole antenna of basic research. Traditional planar monopole antenna and the slot, slot loading method of cross section, and puts forward several planar monopole antenna from frequency domain and time domain research, thus starting from the related performance parameters of monopole antenna, the planar monopole antenna in the frequency range of 3.1 GHZ - 11 GHZ, the ultra-wideband antenna can meet the market demand for hardware applications.Key words: Planar monopole antenna; Ultra-Wideband; HFSS simulation目录I中文摘要 (I)Abstract (I)第1章绪论........................................................................................................... - 3 -1.1 研究背景...................................................................................................... - 3 -1.2 超宽带天线的研究现状.............................................................................. - 4 -1.3 研究趋势...................................................................................................... - 6 -第2章超宽带天线的理论基础........................................................................... - 7 -2.1 超宽带天线的基本理论.............................................................................. - 7 -2.1.1 超宽带天线的结构原理....................................................................... - 7 -2.1.2 超宽带信号的时域辐射....................................................................... - 7 -2.2 超宽带天线的性能参数.............................................................................. - 9 -第3章超宽带天线结构设计与仿真.................................................................. - 11 -3.1 超宽带天线结构与尺寸参数..................................................................... - 11 -3.2 超宽带天线性能仿真................................................................................ - 14 -第4章超宽带天线测试与分析......................................................................... - 17 -4.1 S11参数及带宽.......................................................................................... - 17 -4.2 驻波比VSWR ........................................................................................... - 18 -4.3 增益方向图................................................................................................ - 20 -4.4 弯曲特性.................................................................................................... - 22 -第5章总结与展望............................................................................................. - 27 -5.1 总结............................................................................................................ - 27 -5.2 下一步工作计划与展望............................................................................ - 27 -参考文献............................................................................................................... - 29 -II第1章绪论1.1研究背景UWB天线技术，对无线通信的更进一步发展具有变革性的作用。

天线毕业设计论文天线毕业设计论文导言天线作为无线通信系统中的重要组成部分，对于信号的传输和接收起着至关重要的作用。

因此，设计一种高性能的天线成为了无线通信领域的研究热点之一。

本篇论文将围绕天线的设计原理、性能优化以及未来发展方向展开讨论。

一、天线设计原理1.1 天线的基本原理天线是将电磁波转换为电信号或将电信号转换为电磁波的装置。

其基本原理是利用电磁波传播过程中的电场和磁场相互作用，实现信号的传输和接收。

常见的天线类型包括偶极子天线、微带天线、矩形天线等。

1.2 天线参数的意义与计算方法天线性能的评估主要依靠一些重要的参数，如增益、方向性、频率响应等。

增益是指天线辐射功率与理论辐射功率之比，方向性则是指天线在某一方向上的辐射功率相对于其他方向的辐射功率的比值。

频率响应则是指天线在不同频率下的辐射特性。

这些参数的计算方法可以通过数学模型和仿真软件得到。

二、天线性能优化2.1 天线材料的选择与优化天线材料的选择对于天线的性能起着至关重要的影响。

常见的天线材料包括金属、陶瓷、聚合物等。

不同材料的导电性、热膨胀系数等特性会对天线的频率响应和稳定性产生影响。

因此，在设计过程中需要对材料进行选择和优化，以提高天线的性能。

2.2 天线结构的优化设计天线结构的优化设计是提高天线性能的重要手段。

通过对天线的尺寸、形状、辐射元件的布局等进行优化，可以实现天线增益的提高、频率响应的扩展以及方向性的改善。

在优化设计过程中，可以采用遗传算法、粒子群算法等优化算法来搜索最优解。

三、天线的未来发展方向3.1 天线与5G技术的结合随着5G技术的快速发展，对于天线的需求也越来越高。

5G通信系统要求天线在更高频率范围内具有更好的方向性和更高的增益。

因此，未来的天线设计将更加注重在高频段的性能优化和宽带化设计上，以满足5G通信系统的需求。

3.2 天线与人工智能的融合人工智能技术的兴起为天线设计带来了新的机遇。

通过利用人工智能算法对天线的设计进行优化，可以实现更高效、更精确的天线设计。

一种蝶形平面超宽带（UWB）天线的设计张秋凝【摘要】超宽带无线通信技术以其低功耗、高带宽、低复杂度等优点而倍受重视，使用蝶形结构设计了一种新的平面超宽带天线。

该天线由同轴馈电，天线的制作是通过在介质基板上下面上分别印刷一个半圆形金属，在上层刻蚀掉2个正方形图案，下层刻蚀掉2个半圆形图案实现。

仿真和实物实测结果都可以证实，天线的工作频带为3．1—10．6GHz，有很好的全向辐射方向图和良好的线性相位响应。

因此，该天线的特性能够满足超宽带的要求，可用于无载波超宽带无线数据通信系统。

%Ultra Wide Band （UWB） wireless communication technology which has a range of good features of low-power, high bandwidth, low complexity and other advantages are being highly valued. A novel planar antenna with bowtie shape for UWB applications is presented. The proposed antenna fed by coaxial probe is created by printing a semicircle metal on both sides of the substrate with two squares etched from the top layer and two semicircles etched from the ground respectively. The simulated and measured results have shown that the designed antenna covers the 3.1-10.6 GHz band with well behaved omnidirectional radiation pattern and linear phase response. Accordingly, the proposed antenna is capable for Carrier-free ultra-wideband wireless data communication system.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2012(020)009【总页数】3页(P77-79)【关键词】平面天线;超宽带天线;全向天线;天线测量;蝶形【作者】张秋凝【作者单位】西北工业大学电子信息学院,陕西西安710129【正文语种】中文【中图分类】TN822.8联邦通信委员会（FCC）分配了3.1～10.6 GHz的频谱资源给超宽带无线通信应用[1]，在学术和工业领域内引起了超宽带（Ultra-Wide Band，UWB）天线的研究热潮。