微带贴片背射天线的设计与分析
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实验七微带贴片天线的设计与仿真一、实验目的1.设计一个微带贴片天线2..查看并分析该微带贴片天线的二、实验设备装有HFSS 13.0软件的笔记本电脑一台三、实验原理传输线模分析法求微带贴片天线的辐射原理如下图所示:设辐射元的长为L,宽为ω,介质基片的厚度为h。
现将辐射元、介质基片和接地板视为一段长为L的微带传输线,在传输线的两端断开形成开路,根据微带传输线的理论,由于基片厚度h<<λ,场沿h方向均匀分布。
在最简单的情况下,场沿宽度ω方向也没有变化,而仅在长度方向(L≈λ/2)有变化。
在开路两端的电场均可以分解为相对于接地板的垂直分量和水平分量,两垂直分量方向相反,水平分量方向相同,因而在垂直于接地板的方向,两水平分量电场所产生的远区场同向叠加,而两垂直分量所产生的场反相相消。
因此,两开路端的水平分量可以等效为无限大平面上同相激励的两个缝隙,缝的电场方向与长边垂直,并沿长边ω均匀分布。
缝的宽度△L≈h,长度为ω,两缝间距为L≈λ/2。
这就是说,微带天线的辐射可以等效为有两个缝隙所组成的二元阵列。
四、实验内容利用HFSS软件设计一个右手圆极化天线,此天线通过微带结构实现。
中心频率为2.45GHz,选用介质基片R04003,其介电常数为εr=2.38,厚度为h =5mm。
最后得到反射系数和三维方向图的仿真结果。
五、实验步骤1.建立新工程了方便建立模型,在Tool>Options>HFSS Options中讲Duplicate Boundaries with geometry 复选框选中。
2.将求解类型设置为激励求解类型:(1)在菜单栏中点击HFSS>Solution Type。
(2)在弹出的Solution Type窗口中(a)选择Driven Modal。
(b)点击OK按钮。
3.设置模型单位(1)在菜单栏中点击3D Modeler>Units。
(2)在设置单位窗口中选择:mm。
cst微带贴片天线仿真实验报告CST微带贴片天线仿真实验报告1. 引言1.1 背景介绍1.2 目的和意义2. 实验原理2.1 微带贴片天线的结构和工作原理2.2 CST仿真软件简介3. 实验步骤3.1 设计微带贴片天线的几何结构3.2 导入设计参数到CST软件中3.3 进行电磁场仿真分析3.4 对仿真结果进行分析和优化4. 实验结果与讨论4.1 微带贴片天线的辐射特性分析结果- 辐射图案分析- 增益和方向性分析- 驻波比和带宽分析4.2 影响微带贴片天线性能的因素讨论- 基底材料特性对性能的影响- 贴片尺寸对性能的影响5. 实验结论与展望5.1 实验结论总结5.2 对实验结果的评价与展望6. 参考文献7. 致谢1 引言:1.1 背景介绍在现代通信系统中,微带贴片天线因其小巧、轻便、易制造等优点被广泛应用于无线通信设备中。
通过对微带贴片天线的仿真实验,可以分析其辐射特性,优化设计参数,提高天线的性能。
1.2 目的和意义本次实验旨在使用CST仿真软件对微带贴片天线进行电磁场分析,探究不同设计参数对天线性能的影响,并通过优化设计参数提高天线的工作效果。
这对于实际应用中的无线通信系统设计具有重要意义。
2 实验原理:2.1 微带贴片天线的结构和工作原理微带贴片天线由导体贴片和基底材料组成。
导体贴片被固定在基底上,并与馈电源相连。
当电流通过导体贴片时,产生电磁场并辐射出去,实现无线信号传输。
2.2 CST仿真软件简介CST是一款常用于电磁场仿真分析的软件工具。
它基于有限元方法和时域积分方程等数值计算方法,可以模拟各种复杂结构下的电磁场分布,并提供丰富的分析工具和可视化功能。
3 实验步骤:3.1 设计微带贴片天线的几何结构根据实验要求和设计目标,确定微带贴片天线的几何结构,包括导体贴片的形状、尺寸和基底材料等参数。
3.2 导入设计参数到CST软件中在CST软件中创建一个新项目,导入微带贴片天线的设计参数。
包括导体贴片的形状、尺寸、基底材料的特性等。
微波技术与天线实验报告姓名张思洋学号411109060103 实验日期2014.04.11 实验名称微带贴片天线设计实验实验类型设计性实验目的1、熟悉并掌握HFSS设计微带天线的操作步骤及工作流程。
2、掌握ISM频段微带贴片天线的设计方法。
实验内容使用HFSS进行微带贴片天线的设计实现,创建设计模型,进行求解设置,设置求解频率为 2.45GHz,同时添加 1.5-3.5GHz的扫频设置,分析天线在1.5-3.5GHz频段内的电压驻波比,并运行仿真计算。
将谐振频率落在2.45GHz频点上。
最后进行相关的数据后处理。
实验原理微带天线是当今无线通信领域中广泛应用的一种天线,具有质量轻、体积小、易于制造等特点,本实验的ISM频段微带贴片天线是工作在2.45GHz,采用同轴线馈电的一种简单的微带天线。
微带天线的基本参数:工作频率 2.45GHz,介质板相对介电常数3.38,介质层厚度5mm,矩形贴片宽度41.4mm,辐射缝隙长度2.34mm,矩形贴片长度31mm,参考地长宽为61.8mm*71.4mm,同轴线馈点坐标(9.5,0)。
要求设计的天线最大增益大于7dB。
前后比大于5dB。
实验步骤及结果一、新建HFSS工程1.新建一个名为MSAntenna.hfss的工程文件。
2.将求解类型设置为Driven Model二、创建微带天线模型1.将模型的默认长度设置为毫米mm2.创建参考地在Z=0的XOY面上创建一个顶点位于(-45mm,-45mm),大小为90mm*90mm的矩形面作为参考面,并把它命名为GND,并为其分配理想导体边界条件。
然后将此边界命名为PerfE_GND3.创建介质板层创建一个80mm*80mm*5mm的长方体作为介质板层,介质板层位于参考地面上,顶点坐标为(-40,-40,0),介质的材料为R04003。
4.创建微带贴片在z=5的XOY面上创建一个顶点坐标为(-15.5mm,-20.7mm,5mm),大小为31.0mm*41.4mm的矩形面作为微带贴片,命名为Patch,并为其分配理想导体边界条件。
微带线本征阻抗的研究与分析及其电波传播特性微带天线(microstrip antenna)是由导体薄片粘贴在背面有导体接地板的介质基片上形成的天线。
微带天线有很多优点:①剖面薄,体积小,重量轻;②具有平面结构,并可制成与导弹、卫星等载体表面相共形的结构;③馈电网络可与天线结构一起制成,适合于用印刷电路技术大批量生产;④能与有源器件和电路集成为一体;⑤便于获得圆极化,容易实现双频段、双极化等多功能工作;⑥不需要背腔,适合于组合式设计,易于制作成印刷电路、馈线和匹配网络可以和天线结构同时制作。
微带天线的主要缺点有:①频带窄;②有导体和介质损耗,并且会激励表面波,导致辐射效率降低;③功率容量小,一般用于中、小功率场合;微带天线最初作为火箭和导弹上的共形天线获得了应用。
在设计微带天线时,与其他天线一样需要对天线性能参数预先估算,这将大大提高天线研制的质量和效果,降低研制成本。
天线分析的基本问题是求解天线在周围空间的电磁场,求得电磁场后进而得出其方向图、增益和输入阻抗等特性指标。
微带天线的分析方法可分为两大类:一类是简化分析模型,模型简单,但不够准确,且不适用与复杂结构的天线;另一类是全波分析模型,计算复杂,但能对各种结构微带天线进行分析。
我们用有限差分法来解决关于微带线本征阻抗问题。
微带天线上传播的电磁波可近似看成TEM波,其阻抗可用下面的公式计算:(1)式中C、L分别为微带线单位长度的电容和电感,v为波在线上的传播速度。
如假定线上不存在介质时单位长度的电容为Co,这时线的电感L将不会因为电介质的存在与否而改变。
又因介质不存在时线上波的传播速度为光速Vc,而且(2)由这个式子可解出L为(3)将L值代(1)式就可求出微带线的特性阻抗Zo(4)从上面的公式可见,求微带线特性阻抗的关键在于分别求出介质存在和不存在时线上单位长度电容C和Co。
求这些电容的方法有两种:一种是求总电荷Q,另一种是根据求储藏在线上电场内的能量而推得。
矩形微带贴片天线的仿真研究与设计的开题报告题目:矩形微带贴片天线的仿真研究与设计一、选题背景随着通信技术的不断发展,无线通信系统的要求越来越高,需要更加靠谱的天线来保证通信质量。
在众多天线中,矩形微带贴片天线因其结构简单、成本低廉、易于制造和安装等特点而成为了研究热点。
矩形微带贴片天线具有较宽的带宽、高的增益、较优良的方向性和极好的辐射特性等特点,在移动通信、卫星通信和雷达领域中有广泛的应用前景。
二、研究内容本文主要研究矩形微带贴片天线的仿真研究和设计,具体包括以下内容:1.研究矩形微带贴片天线的结构、特性和参数对天线性能的影响。
2.基于CST Studio Suite软件,进行矩形微带贴片天线的仿真分析,得到天线的电学参数、辐射特性和阻抗匹配情况等。
3.根据仿真结果,设计和优化矩形微带贴片天线,实现更好的性能指标,如更大的带宽、更高的增益、更好的阻抗匹配等。
4.对设计的矩形微带贴片天线进行实验验证,验证仿真结果的准确性和天线性能的优越性。
三、研究意义1. 研究矩形微带贴片天线的特性和参数对天线性能的影响,可以为研究其他微带贴片天线的设计提供一定借鉴。
2.设计和优化矩形微带贴片天线的方法和思路,可以推广到其他类型微带贴片天线的设计中,提高天线的性能和可靠性。
3.通过实验验证,可以验证仿真结果的准确性和天线性能的优越性,为研究和应用微带贴片天线提供更为真实的依据。
四、研究方法1.通过文献综述和了解,研究矩形微带贴片天线的结构、特性和参数对天线性能的影响。
2.使用CST Studio Suite对矩形微带贴片天线进行仿真分析,得到天线的电学参数、辐射特性和阻抗匹配情况等。
3.根据仿真结果,设计和优化矩形微带贴片天线,进行仿真分析。
4.对设计的矩形微带贴片天线进行实验验证。
五、预期成果1.研究矩形微带贴片天线的特性和参数对天线性能的影响,为研究其他微带贴片天线提供借鉴。
2.设计和优化矩形微带贴片天线的方法和思路,为研究和应用微带贴片天线提供参考。
0 引言20世纪70年代中期,微带天线理论得到重大发展。
微带天线由于体积小、重量轻、馈电方式灵活、成本低、易于目标共形等优点而深受人们亲睐,在移动通信、卫星通信、全球卫星定位系统(GPS)、无线局域网通信等领域得到了大力推广和广泛应用。
然而随着卫星通讯、运载火箭测控通讯技术的不断发展,雷达应用范围的扩大以及对高速目标在各种极化方式和气候条件下的跟踪测量需要,单一极化方式很满足要求,圆极化天线的应用研究就显得十分重要[1-2]。
圆极化天线具有旋向正交性,即圆极化波入射到对称目标(平面、球面等)具有旋向逆转的特性,这一特性在通信、电子对抗中得到广泛应用,尤其是在移动通信和GPS 领域中用来抗雨雾干扰和多径反射;圆极化天线能够接收任意极化的来波,其辐射波也可被任意极化的天线接收,这一特性在电子对抗中用来干扰侦察敌方的各种线极化、椭圆极化的无线电波,在微波探测领域用来减少信号漏失并提高探测灵敏度[3]。
基于微带圆极化天线的优点,为一谐波探测雷达设计了中心频率为2.4GHz 的圆极化微带贴片发射天线,使得谐波探测雷达在探测时不需考虑扫描角度的影响,提高了探测的速度和灵敏度,文中将给出天线的详细设计方案和实测性能。
1 微带贴片天线工作原理1.1 辐射机理微带天线是在带有导体接地板的介质基片上贴加金属薄片而形成的天线[4]。
通常介质基片的厚度与波长相比是很小的,属于电小天线。
微带天线结构比较简单,实际上就是一块印刷电路板,全部功率分配器、匹配网络、辐射器都可以刻在介质基片的一侧,另一侧为金属地板。
导体贴片一般是规则形状的面积单元,如矩形、圆形、三角形、椭圆形或其它形状,其中矩形贴片较为常用。
其馈电方式也是多种多样,除微带线馈电和同轴线馈电两种基本方式外,还有临近耦合馈电、口径耦合馈电、共面波导馈电等技术。
常用的微带天线是由微带传输线馈电的矩形贴片天线[5]。
在贴片和接地板之间激励起射频电磁场,并通过贴片四周与接地板间的缝隙向外辐射,因此微带天线也可看作是一种缝隙天线。
实验三微带贴片天线姓名:吕秀品专业:通信工程学号:2011117051一、实验目的1.了解天线的基本功能及其基本的特性参数;2.掌握矩形微带贴片天线的原理,设计及分析方法; 二、实验内容1.根据指标要求,设计矩形微带贴片天线;2.使用CST 软件对设计的矩形微带贴片天线进行仿真分析; 三、实验器材1.计算机;2.CST2011软件 四、实验原理设计为带天线的第一步就是选择合适的介质基片,举行为带天线可以视作一段等于λ/2的低阻抗微带传输线,它的辐射场被认为是由传输线两端开路处的缝隙所形成的,因此,举行为带天线可以等效成长W ,宽H ,间距L 的二元缝隙天线阵。
如果天线采用微带线馈电方式,则其输入导纳:Yin(z )=)cos(22z Gβ,期中,z 为馈电点到辐射贴片边缘拐角处的距离,β为介质中的相位常数,G 是辐射电导,可见选择不同的馈电点位置可以获得不同的输入阻抗 如果采用同轴馈电方式,则输入阻抗:Zin=Y in1=Y11+jXL,同样可见,移动同轴线馈电点位置,可使输入阻抗改变,从而获得阻抗匹配。
方向性系数:D=I8)(2λπw五、实验步骤1.按要求设置天线参数,定义变量;2.创建介质基板;3.创建金属底板;4.创建辐射贴片;5.创建1/4波长阻抗变换器;6.创建微带线;7.分析结果并优化处理; 六、实验结果1.微带贴片天线模型2.设置端口后的微带贴片天线3.S11参数曲线4.优化后的S参数曲线5.2-Dport电场6.2-Dport磁场7.天线三维方向。
泉州师范学院毕业论文(设计)题目一种新型微带贴片天线的优化设计物理信息工程学院电子信息科学与技术专业 07 级 1班学生姓名学号 070303041指导教师职称副教授完成日期 2011年4月教务处制一种新型微带贴片天线的优化设计物理信息工程学院电子信息科学与技术专业指导教师:副教授【摘要】:由于普通微带贴片天线效率低,为了提高贴片天线的效率,提出一种容易制作的新型微带贴片天线。
用HFSS 软件对它进行仿真,并对仿真的结果进行分析。
与普通贴片天线进行比较,该天线提高了增益、降低了天线回波损耗。
所提天线由于制作简单、性能优良,所以具有一定的实用价值。
【关键词】:微带贴片天线;HFSS;增益;回波损耗目录摘要 (1)0. 引言 (3)1. 微带天线的发展 ................................................................................................................... 错误!未定义书签。
(5)................................................................................................................................................... 错误!未定义书签。
(4) (4) (4) (4)2. HFSS仿真软件 (5)HFSS仿真软件基本功能 (5) (5)3. 方案设计 (6)4. 普通微带贴片天线设计过程 (6)5. 正方形环缝的微带贴片天线设计过程 (7)6. 圆形环缝的微带贴片天线设计过程 ................................................................................... 错误!未定义书签。
微带贴片天线阵列的研究与设计随着无线通信技术的快速发展,天线作为无线通信系统的重要组件,其性能和设计受到了广泛。
微带贴片天线作为一种常见的平面天线,具有体积小、重量轻、易于集成等优点,被广泛应用于现代通信系统中。
本文将重点探讨微带贴片天线阵列的研究与设计。
微带贴片天线的基本原理是利用微带线来传输信号,并在贴片表面形成电磁场,从而实现电磁波的辐射和接收。
微带贴片天线的应用范围广泛,如移动通信、卫星通信、雷达等领域。
为了满足现代通信系统的需求,微带贴片天线阵列的研究与设计成为了关键。
微带贴片天线阵列的研究与设计方法包括理论分析、实验测试和数据分析。
理论分析是研究微带贴片天线阵列的基础,通过建立模型来分析天线的辐射特性和性能参数。
常用的分析方法包括电磁场理论和有限元法等。
实验测试是研究微带贴片天线阵列的重要环节,通过测试数据来验证理论分析的正确性。
实验测试包括天线性能参数的测量和辐射特性的测试等。
数据分析是对实验测试结果进行处理和解释的过程,通过对比不同数据来优化天线阵列的设计。
实验结果表明,微带贴片天线阵列具有优良的性能特点和优势。
微带贴片天线阵列的辐射性能较强,能够实现方向性和增益的控制。
微带贴片天线阵列的带宽较宽,有利于实现多频段通信。
微带贴片天线阵列易于集成和制造,具有较低的成本和较高的可靠性。
这些优点使得微带贴片天线阵列在未来通信领域中具有广泛的应用前景。
本文通过对微带贴片天线阵列的研究与设计,总结了其性能特点和优势,并指出了微带贴片天线阵列在技术创新和应用推广方面的意义。
微带贴片天线阵列作为一种重要的平面天线,具有广泛的应用前景。
在未来的研究中,可以进一步探索微带贴片天线阵列的高效设计和优化方法,提高其性能和可靠性,以满足不断发展的无线通信需求。
随着无线通信技术的快速发展,天线作为通信系统中关键的组成部分,其性能和设计受到了广泛。
特别是高性能宽带双极化微带贴片天线,其在无线通信领域具有广泛的应用前景。
P微带贴片背射天线的设计与分析曹维萍1杨雪霞2张金生1李明1(1.兰州大学信息科学与工程学院,兰州,730000;2.上海大学通信与信息工程学院,特种光纤与光接入网省部共建教育部重点实验室,上海,200072)摘要:介绍一种采用微带贴片天线作为馈源的新式天线。
从理论上阐述了微带贴片天线、背射天线的工作原理并且详细介绍了天线的具体设计过程。
通过实验,测试了天线的性能参数。
使用微波信号发生器、HP8593频谱分析仪以及天馈仪实测了天线的输入阻抗、方向图、方向性系数和输入驻波比。
用比较法获得天线增益。
结果表明该天线增益高、频带宽、方向性好、主瓣对称、抗干扰性能强。
关键词:微带贴片天线;背射天线;反射器;方向图中图分类号:TN820文献标识码:A甘肃省科技攻关计划项目项目名称:定向多波束智能天线研究颁发部门:甘肃省科技厅项目编号:2GS047-A52-003-03The Design of the Backfire Antenna Fed by a Microstrip PatchCao Wei-Ping1 ,Yang Xue-Xia2,Zhang Jin-Sheng1,Li Ming1(1.School of Information Science and Engineering, Lanzhou University ,Lanzhou 730000,China;2.School of Communication and Information Engineering, Shanghai University, The Special Optical Fiber and the Light Access Network Province Department altogether constructs the Ministry of Education Key Laboratory,Shanghai 200072, China)Abstract :A new kind of antenna is proposed, which used the microstrip patch antenna as the feeding source. In the article, principle and the concrete design of the microstrip patch and the backfire antenna are introduced elaborately.The performance parameters were tested in the experiment by microwave signal analyzer、HP8593 spectral analyzer and Anritsu S331C ,The analysis results show that the Backfire Antenna fed by a Microstrip Patch not only achieves ideal gain and bandwidth, but also has good characteristics such as good directivity pattern, symmetry main petal and high interference resistance. The new kind of antenna has very high applied value. Key words: Microstrip patch antenna;Backfire antenna;Directivity pattern;Reflector 引言本天线为解决普通微带天线固有的缺陷,如频带窄、增益不高的问题而设计。
采用微带贴片天线作为辐射馈源,又在后面加些反射器作为调整。
一般来说,若天线的馈源有较宽的带宽,则天线也会实现较宽的带宽[1]。
本文采用附加阻抗匹配网络来提高圆形微带贴片天线的带宽。
而背射天线具有副瓣电平低、增益高、波束轴对称、结构和馈电方式简单等优点,它是集谐振腔、反射面、镜像等多种原理于一体的天线型式[2]。
在空间技术领域也受到重视和应用,但普通的背射天线带宽较窄。
本设计中,我们即保留了背射天线的特点,又对微带贴片天线进行了改进,并将两种型式有效结合起来设计出了这种微带贴片背射天线。
实验结果表明,本文设计的天线具有很好的性能。
1天线的基本结构微带贴片背射天线结构如图1所示。
M是圆盘形表面波反射器,称反射背腔或主反射器。
F0、F1、F2、F3、F4、F5是六个圆形金属片,C是薄圆形铜片。
为了扩展带宽,反射背腔M、同轴探针P、电容片C和圆形金属片F0组成宽带微带贴片天线,作为整个天线的馈源。
为保证辐射的定向性,采用反射背腔M和副反射片F0、F1、F2、F3、F4、F5。
反射背腔的直径D 为波长的整数倍,边环高度W 在0.25λ~0.5λ之间,本文取0.25λ。
与传统的微带贴片天线有所不同,天线通过在同轴探针的顶部附加小的电容片C 对微带天线进行馈电,电容片与上层贴片间的距离为h 2,并假设h 2小于探针高度h 1,F 0半径为D 0,相对介电常数为εr 。
2天线的工作原理2.1背射天线辐射原理背射天线又称为反射天线。
当电波沿引向天线的行波结构传播到反射圆盘时产生反射, 逆转反向再沿行波结构回传并越过副反射器射出去。
因其辐射方向与普通端射天线的辐射方向相背,故称其为背射天线[3]。
电波在这样的天线上往返一次,相当于将原来的引向天线长度增加一倍,使其在此长度中多获得3dB 增益。
同时,由于反射背腔的镜像作用,还可使增益再增加3dB 。
总的来说,背射天线具有较高的增益。
设计中,根据对背射天线的增益与近场区及相位等的测量,说明为了获得最大增益,反射片与反射圆盘的距离L 应满足表面波结构上形成驻波的条件,即 L=n 2λ[4], 这样反射片与反射腔的空间作用相当于谐振腔的腔体。
适当调节各个反射器之间的距离,使得每个反射器与主反射器M 之间形成谐振腔,天线能量会不断积蓄。
主反射器M 再将电磁波能量反射到副反射器所在的前端方向,在微带贴片天线的辐射及副反射器的多次反射作用下,使副反射器所在位置及其前端的场增强,对其形成有利的激励条件[5,6]。
于是,只要适当调整,便使所有副反射器逐个受到最佳激励,从而将馈源辐射的电磁波能量导引于天线前端主辐射方向。
2.2宽带微带贴片天线原理宽带微带贴片天线的结构如图2所示,与传统的微带贴片天线不同,本文设计的天线通过 在同轴探针的顶部附加小的电容片对微带贴片天线进行馈电,贴片单元是圆形的。
采用背馈,探针穿过底板,馈在电容片上。
圆形微带天线TM nm模的谐振频率由公式r f =计算[4],式中Knm 是n 阶贝塞尔函数导数的第m 个零点,本天线谐振在基模,即TM 11,所以Knm=1.841,C 0是自由空间的光速,0a 是圆形微带天线的等效半径,可由公式1202[1(ln 1.7726)]2rh a a a a h ππε=++[4]计算。
由上两式,运用matlab 软件计算得到微带贴片半径a=23.77mm,D D 0=2a=47.54mm ,经过反复测试[7]得出最佳直径DD 0=53mm 。
3 设计过程与测量分析由Anritsu S331C 天馈仪测得天线驻波比推出:若要求驻波比VSWR<2,则0f f W f −=下上 =(2744.2-2116.3)/2.445=25.68% 若要求驻波比VSWR<1.5 则0f f W f −=下上=(2697.7-2186.0)/2.445=20.93% 由此可见,该宽带微带贴片天线可以实现很大的带宽。
3.1反射器之间距离的设计通过测量得出:F1与M 间以66.5mm 为基准,当反射器F1与反射背腔M 间距增大时,驻波比向低频移动,反之向高频移动。
向高频和向低频移动均使驻波比在M1~M4频段有大于1.5的情况,故不符合要求。
调试各个反射片间距及与反射背腔间距数据如下表所示:3.2反射器大小的设计根据我们所做的大量实验来看,D 一般约在0.3λ~0.4λ(45mm ~60mm)之间。
实验中尝试了直径大小不同的贴片。
以第一个反射器F1为例。
在距反射盘M 为66.5mm 时,直径大小不同的反射器对驻波比的影响也不同。
由天馈仪测量的驻波比图看出随F1增大其驻波比向低频移动。
为了兼顾驻波比和增益这两个参数,不断的微调圆形反射器的间距,得出当F1直径为50mm 时,驻波比最优。
3.3天线整体测量结果图3、图4、图5给出了本文所设计天线的特性曲线。
图4中,M 1 和M 2,M 3 和M 4几乎是重合的。
图3 微带贴片背射天线E 面方向图图4 微带贴片背射天线阻抗圆图4结论本文作者创新点:当前的3G 通信要求天线要具有更宽的工作频带,更高的增益和接收灵敏度。
本设计的背射天线具有满足上述要求的特点,首次采用微带贴片天线作为辐射馈源。
从测试结果可以看出,该天线解决了背射天线带宽比较窄和匹配相对复杂的问题,与口径类天线相比,实现了配接比较简单,带宽比较宽,口径利用率和增益比较高的优点。
尤其是其频带宽度实现了背射天线的宽频带化,为网络间天线兼容提供了可能。
本设计从理论上阐述了宽带微带贴片天线原理、背射天线的辐射原理,详细介绍了调试的全过程。
最后成功制作了天线样品并进行了测试分析。
从实验结果来看,实测方向图基本上达到了要求,增益可达到15.6dB ,驻波比VSWR<1.5时,带宽可达到170.6MHz ,H 面的半功率波束宽度为23°,从而验证了微带贴片背射天线具有增益高、方向性好、主瓣对称、抗干扰能力强等优良特性,具有很大的使用价值和应用前景。
参 考 文 献:M3: 1.299 @ 2474.40 MHz M1: 1.296 @ 2401.50 MHz 图5 微带贴片背射天线驻波比图[1] 刘涛,微带贴片天线组阵的研究 [D], [硕士论文], 兰州大学, 2006.[2] 约翰·克劳斯,章文勋,《天线》[M].第三版,北京:电子工业出版社,2004.51-52.[3] 谢处方,邱文杰,《天线原理与设计》[M].第一版,陕西:西北电讯工程学院出版社,1985:365-368.[4] 李斌颖,《天线原理与应用》[M].第一版,兰州:兰州大学出版社,1993:122-134,404-416.[5] 班永灵,周乐柱,背腔式微带贴片天线的近场分布和交叉极化方向图的数值计算 [J].微波学报,2004 ,20 (1): 2-5.Ban YongLing, Zhou LeZhu, Numerical Computations of Near-field Distribution and Cross-polarization Radiation Pattern of Cavity-backed Microstrip Patch Antenna [J].JOURNAL OF MICROWA VES,2004, 20 (1): 2-5.[6] 王艳丽,宽带微带天线设计与仿真技术研究[D], [硕士论文],2004.[7] 伍刚.基于传输线法对矩形微带天线场的研究[J].微计算机信息,2007,(9).[8] 林昌禄,《天线测量技术》[M].第一版,成都:成都电信工程学院出版社,1987第3、4章.[9] 韩贵杰, 一种背射天线[P], 中华人民共和国,200510096258.7, 2005.[10]伍刚,张小兵.基于k平面对圆极化微带天线馈源的确定[J].微计算机信息,2007,(1).作者简介:1.曹维萍(1978-),女,汉族,甘肃兰州,硕士研究生,兰州大学无线电物理专业,研究方向为无线通信与天线技术。