一种缝隙耦合二元贴片天线的设计

一种缝隙耦合二元贴片天线的设计

面３ｄＢ波瓣宽度达到９６。，俯仰面３ｄＢ波瓣宽度达到３１。。在振子间距基本不变的基础上，主要通过调节贴片长度Ｌ、缝隙长度Ｚ以及空气微带的高度矗来实现阻抗的良好匹配∞１。经过调节，最后在图３和图４所示结构及尺寸下，取得了非常好的阻抗匹配和辐射特性，９３５

ＭＨｚ一９６０

ＭＨｚ驻波小于１．３５，ｖｓｗｒ≤２的相对带宽达到６％以上，与同类型微带贴片（占，一２．６，＾＝２ｍｍ时，ｖｓｗＴ≤２的相对带宽在３％左右）相比带宽有明显改善；辐射方向图也满足方位面宽波束要求。

图３天线结构斜视图（单位：姗）

图４天线结构俯视图（单位：ｍｍ）

２．２制作、调试及测试

按照图３，图４所示尺寸，加工了一个实物如

图５，用ＡＶ３６２０矢量网络分析仪测试发现天线容性较大。考虑是地板和支撑板之间电容的估算不准确，故在不改变任何尺寸，只在馈电口附近加一段开路单枝节来抵消这部分容性，调节枝节的位置和长度，很快就实现了很好的阻抗匹配，９３５

ＭＨｚ一９６０

ＭＨｚ测试驻波小于１．４。仿真及测试驻

波对比如图６。因为枝节是加在地板的背面，对辐射特性不会造成影响。

图５天线实物照片

然后在微波暗室中，用测量系统ＨＰ８５３０１Ｂ中进行远场测量，得出的增益及方位面和俯仰面的３ｄＢ波瓣宽度与仿真结果对比如图７所示。最终测试的指标结果如表２，可以看出实测的天线阻抗和辐射特性都与仿真计算的结果相对比较一致，各项性能均优于设计指标。只是由于加工精度及使

用材料介电常数的不准确，造成谐振频率的偏移；辐射特性的误差很小，考虑主要是来源于测试的误差。

图６驻波仿真与测试对比图７增益方向图仿真与测试对比

表２指标测试结果

３矗ＥｌｅｃｔｍＩＩｉｃ

Ｓ吐＆Ｔｅｃｈ／Ｄ∞．１５．２００７

一种缝隙耦合二元贴片天线的设计

作者：白国新， 傅光， 熊向飞， Bai Guoxin， Fu Guang， Xiong Xiangfei

作者单位：西安电子科技大学,天线与微波技术国家重点实验室,陕西,西安,710071

刊名：

电子科技

英文刊名：ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY

年，卷(期)：2007(12)

参考文献(5条)

1.鲍尔 I J;布哈蒂亚 P;梁联倬;寇廷辉微带天线 1984

2.魏文元阵列天线 1989

3.车任信基于时域有限差分法的口径耦合微带天线的研究[期刊论文]-微波学报 2006(01)

4.高式昌;钟顺时口径耦合微带天线的数值分析 1998(04)

5.顾其诤微波集成电路设计 1978

本文读者也读过(10条)

1.郑宏兴.黄文武.陈晓冬.谢洪波.郁道银.ZHENG Hong-xing.HUANG Wen-wu.CHEN Xiao-dong.XIE Hong-bo.YU Dao-yin应用改进的ADI-FDTD方法对微带结构进行数值仿真[期刊论文]-天津大学学报2005,38(5)

2.王刚.杨柱中.周激流.邓微波.WANG Gang.YANG Zhu-zhong.ZHOU Ji-liu.DENG Wei-bo一种基于FOD的模糊指纹图像增强技术[期刊论文]-微电子学与计算机2008,25(7)

3.高向军.朱莉.赵海洲.GAO Xiang-jun.ZHU Li.ZHAO Hai-zhou一种宽带微带贴片天线的新设计[期刊论文]-空军工程大学学报（自然科学版）2007,8(4)

4.孙瑜用于WCDMA的小型宽频微带天线的设计与研制[期刊论文]-科技信息2009(6)

5.王亚军.朱守正.WANG Ya-jun.ZHU Shou-zheng用于PCS与IMT-2000的双U形缝宽带微带贴片天线[期刊论文]-现代电子技术2010,33(12)

6.孙立新.SUN Li-xin跑道FOD检测系统关键技术分析[期刊论文]-四川理工学院学报（自然科学版）2010,23(4)

7.朱小三.吴先良.ZHU Xiao-san.WU Xian-liang一种宽波束微带贴片天线的实验研究[期刊论文]-安徽建筑工业学院学报（自然科学版）2006,14(5)

8.王洪.汪学刚.WANG Hong.WANG Xue-gang机场跑道异物监测雷达关键技术[期刊论文]-电讯技术2011,51(2)

9.邵远.车仁信.SHAO Yuan.CHE Ren-xin凹形贴片超宽频带微带天线的设计与仿真[期刊论文]-无线通信技术2009,18(1)

10.吴锋涛.尹家贤.刘克诚一种新型微带贴片天线及其分析[期刊论文]-国防科技大学学报2003,25(5)

引用本文格式：白国新.傅光.熊向飞.Bai Guoxin.Fu Guang.Xiong Xiangfei一种缝隙耦合二元贴片天线的设计[期刊论文]-电子科技 2007(12)

波导缝隙天线的设计和仿真

波导缝隙天线的设计和仿真 波导馈电的缝隙阵天线自第二次世界大战以后有很大发展。它广泛用于各种领域： 1、地面、舰载、机载雷达 2、导航雷达 3、气象雷达 4、雷达信标天线LL ……………………………… 特别最近十几年，随着对雷达抗干扰要求的提高、脉冲多普勒可视雷达的发展，要求天线应具有低副瓣或极低副瓣的性能，使波导缝隙天线成为此项要求的优选形式。同时随着各种计算机辅助技术的发展，如数控机床的使用，天线的整体焊接技术等，为波导缝隙天线的使用创造了基础。 波导缝隙构成的阵列主要有两种形式，即波导宽边开缝和波导窄边开缝，我们本次主要向大家介绍的是波导宽边开缝而构成的波导缝隙天线阵的设计与仿真。 波导宽边纵缝阵列天线不但具有口面效率高、副瓣电平低等优良的电气性能，而且还有厚度小、重量轻、结构紧凑、强度高、安装方便、抗风力强、功率容量大等特点，从而在机载火控雷达、导弹巡航等方面有着其它天线无法替代的优势。下面是几个波导宽边缝隙构成的阵列在实际中的应用实例。

主要讨论的内容： 1.波导缝隙天线的设计基础理论 2.波导缝隙行波线阵天线的设计和仿真 3.波导缝隙驻波线、面阵天线的设计和仿真 4.波导缝隙天线的Ansoft HFSS的实例设计和仿真（一）波导缝隙阵天线设计的基础理论 本章中您主要的目标是： 1.熟悉波导缝隙天线的基本概念。 2.了解波导缝隙的基本等效电路。 3.理解波导缝隙天线的基本电参数和缝隙阵列的构成。 4.知道波导缝隙天线的基本设计过程。

把一根波导放在自由空间，在波导输入端输入信号，波导终端接匹配负载。如果在波导宽边或窄边上切割一个窄的缝隙，此缝隙切断波导壁上的传导电流，在缝隙上将产生电场，且对波导内壁电流产生扰动，并从波导内耦合部分电磁能量向自由空间辐射。随着缝隙切割在波导壁的位置不同，形成不同的缝隙形式。

HFSS 缝隙天线设计

Ansoft HFSS Version 8 / 8.5 Training Workbook Slot Antenna EDA教学网 https://www.doczj.com/doc/d518234950.html,

Conventions: ?Capitalized text refers to menu items (i.e. choose MODEL/MEASURE is an instruction to click on the Measure command under the Model menu) ?Bold Faced text is the text that is to be entered from the keyboard. ?Italicized text will signify the names of buttons that you will click on

Introduction: We will create a model of a stripline fed annular-ring slot antenna. The objective will be to duplicate the results presented in the paper by C. Chen, et al, “Stripline-fed arbitrarily shaped printed-aperture antennas,”IEEE Trans. On Ant. And Propagat., Vol. 45, No. 7, July 1997, pp. 1186-1198, specifically the antenna described in Figure 11 of the paper. The stripline is spaced midway between the two ground layers and has a width of 2.6 mm. The ground layers are spaced 3.14 mm apart and the dielectric has an εr=2.2. The annular-ring slot on the upper ground plane has an inner radius of 9.2 mm and an outer radius of 13.2 mm. The stripline ends at the point directly below the center of the ring. In the paper data for this structure that was computed using the BEM (assuming infinite substrate and ground layers) is presented. Measured data is also presented, but details on the size of the actual ground/substrate layers of the experimental model were not given. The measured data had a resonance at 5.64 GHz. for this antenna. The |S11| was ≈ -25dB at that point. The computed data presented had a resonance at ≈ 5.59 GHz with |S11| ≈ -31.5dB. We will attempt to model this antenna using a finite sized substrate/ground layers and an ABC. For this case let’s use a substrate/ground that is square with dimension of 60 mm. The adapt frequency will be 5.3 GHz., which has a free space wavelength of approximately 57 mm.

微带线天线研究..

微带天线研究 摘要 通信系统的发展带来了天线行业的勃勃生机，在众多的天线类型中微带天线已成为当前研究的前沿之一，很具有研究前景与实用意义。特别是微带缝隙天线，以其重量轻、剖面薄、平面结构且易与载体共形，馈电网络可与天线结构一起制成等优点已经引起天线工作者的广泛关注。本文简要介绍了微带天线和微带缝隙天线的分类、分析方法、主要参数，然后提出了一种三角形缝隙微带天线。在介质基板的一面一个三角形缝隙，另一面采用一个等腰三角形微带线进行馈电。通过仿真给出了天线的s参数，VSWR和方向图。 关键词：天线参数，微带天线，微带缝隙天线，三角形缝隙微带天线设计

目录 一、绪论 (3) 1.1 简介 (3) 1.2 微带天线的发展 (3) 1.3 微带天线的特点 (3) 二、微带天线基本知识 (4) 2.1 微带天线的辐射机理 (4) 2.2微带天线的分析方法 (4) 2.3微带天线的主要电参数 (5) 2.3.1 输入导纳 (5) 2.3.2 辐射电阻和品质因数 (5) 2.3.3 带宽 (6) 2.3.4 方向性系数、增益和天线效率 (6) 2.3.5 方向图 (7) 2.4 激励方法 (7) 2.4.1 微带馈电 (7) 2.4.2 同轴线馈电 (8) 三、微带缝隙天线 (8) 3.1 矩形缝隙天线 (9) 3.1.1 输入阻抗 (9) 3.1.2 方向图 (11) 3.2 环形缝隙天线 (11) 3.3 锥形缝隙天线天线 (12) 四、三角缝隙宽缝微带天线 (13) 4.1 天线设计与性能 (13) 4.2 软件仿真 (14) 参考文献 (15)

一、绪论 1.1简介 微带天线（microstrip antenna）是在一个薄介质基片上，一面附上金属薄层作为接地板，另一面用光刻腐蚀方法制成一定形状的金属贴片，利用微带线或同轴探针对贴片馈电构成的天线。微带天线分2 种：①贴片形状是一细长带条，则为微带振子天线。②贴片是一个面积单元时，则为微带天线。如果把接地板刻出缝隙，而在介质基片的另一面印制出微带线时，缝隙馈电，则构成微带缝隙天线。 1.2 微带天线的发展 微带天线的概念早在1953年就由Deschamps提出，但是并未引起工程界的重视。在50年代和60年代只有一些零星的研究，从70年代起，由于微波集成技术的发展以及各种低耗介质材料的出现，微带天线的制作得到了工艺保证。微带天线随着应用领域的快速扩展而开始被广泛的研究和使用。1970年出现了第一批实用的微带天线。这以后微带天线的研究有了迅猛的发展。新形式和新性能的微带天线不断涌现，其中，许多学者和工程师对微带天线的双频、多频操作进行了大量的研究应用。早期发展的结构为堆叠式与共平面式的结构，之后随着频率比、极化要求以及整体天线体积上的要求，并配合不同的馈入方式而有各种不同设计结构出现。例如有使用多个寄生元件或两个独立辐射元件的结构，有利用单一馈源或同时使用两个独立馈源在不同位置的设计，也有利用植入电抗性负载的设计，这些电抗性负载广义而言包括短路同轴微带，嵌入的微带线，短路棒、变容二极管、槽孔等等。在解决微带天线窄频带特性的问题上，各种设计不断推陈出新，所利用的方法也不断被开发并互相结合。例如有使用低介电常数的厚介质基底的设计，植入贴片电阻等损耗性元件的设计，植入集成式电抗性负载的设计，在馈入端设计匹配网络、堆叠结构的设计，寄生元件的设计，植入槽孔以及利用槽孔耦合馈电的方式等等。 但是上述方法也存在不足，有时会影响天线其它性能指标。例如，使用短路探针加载，在缩减天线尺寸的同时，对带来一些缺点，一方面使阻抗匹配依赖于短路探针的位置及其馈电点的距离，给制造公差提出了苛刻的要求，另一方面是带宽缩减，如若使用电抗性元件加载同样会造成带宽缩减，如若使用电阻性器件，虽然有助于展开频带，但是电阻性元件对能量的消耗将降低天线的效率。因此，如何在实现小型化微带天线多频段、宽频带工作性能的同时，兼顾其它天线性能指标，如效率、增益、极化等，已经逐渐成为微带天线研究的热点和难点。 1.3 微带天线的特点 微带天线一般应用在1GHZ---50GHZ，特殊的微带天线也可用在几十兆赫。它的特点主要有： （1）体积小，重量轻，低剖面，能与载体共型，除了在馈电点处要开出引线孔外，不破坏载体的机械结构，不影响载体的空气动力学性能。 （2）天线的散射截面较小；不需要背腔。 （3）电性能多样化。不同设计的微带元，其最大辐射方向可以从边射到端射范围内调整；可以工作在双频或多频；稍稍改变亏点位置就可以得到线极化和圆极化。 （4）能和有源器件，电路集成为统一的组件，适合组合式设计；利于大规模生产，降低了成本。 （5）频带较窄；增益低。 （6）有损耗，因此效率较低。 （7）端射性能差；可能存在表面波。 （8）单个微带天线的效率容量较低。

基于ADS的微带缝隙天线的仿真设计..

课程设计说明书 题目：基于ADS的微带缝隙天线的仿真设计 学院（系）： 年级专业： 学号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称：

基于ADS的微带缝隙天线的仿真设计 摘要：通信系统的发展带来了天线行业的勃勃生机，在众多的天线类型中微带天线已成为当前研究的前沿之一，具有广阔的前景与实用意义。特别是微带缝隙天线，以其重量轻、剖面薄、平面结构且易与载体共形，馈电网络可与天线结构一起制成等优点已经引起天线工作者的广泛关注。本文就设计一个中心频率工作为880MHz，相对带宽为B=5％，介质板厚度h=1.6mm，损耗角正切tanδ=0.0018，介电常数为Er=2.3的微带缝隙天线展开研究以及仿真和优化。 关键词：ADS；微带缝隙天线；仿真设计； Design of microstrip slot antenna based on ADS simulation Abstract: Communication system development has brought the antenna the vitality of the industry, in many types of antenna microstrip antenna has become one of the forefront of current research, has broad prospects and practical significance. Microstrip slot antenna, in particular, with its light weight, thin section, flat structure and easy with conformal carrier, feeding the advantages of network can be made with the antenna structure has caused extensive concern of antenna workers. In this paper, the design of a work center frequency is 880 MHZ, relative bandwidth is B = 5%, medium plate thickness h = 1.6 mm, loss tangent tan delta = 0.0018, the dielectric constant of Er = 2.3 microstrip slot antenna study and simulation and optimization. Key words: ADS; Microstrip slot antenna. The simulation design; 学习目的

实验八 波导缝隙阵天线的设计与仿真

实验八波导缝隙阵天线的设计与仿真 一、实验目的 1.设计一个波导缝隙阵天线 2.查看并分析波导缝隙阵天线的 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 波导缝隙阵具有口面效率高、副瓣电平低等优良的性能。这里考虑宽边纵向谐振式驻波阵列，每个缝隙相距0.5λg ，距离波导宽边中心有一定偏移。Stevenson 给出宽边上纵向并联缝隙的电导为 ()a x g g π21sin = ()()g g b a g λλπλλ2cos 09.221= 其中，x 为待求的偏移，a 为波导内壁宽边长度，λg 为波导波长。在具体的设计中，可以利用HFSS 的优化功能来确定缝隙的谐振长度。首先确定在谐振缝隙设计中存在的几个变量，主要有缝隙偏移波导中心线的距离Offset ，缝隙的长度L ，缝隙的宽度W 等。一般可根据实际的加工确定出缝隙的宽度W ，应用HFSS 的优化功能得出缝隙的偏移量Offset 和缝隙长度Length 。如图1所示，在波端口的Y 矩阵参数可以等效于距检测端口的1/2个波导波长的缝隙中心的Y 矩阵参数，根据波导缝隙的基本设计理论，在谐振时缝隙的等效阻抗或导纳为实数。因此，当缝隙谐振时有Im(Y)=0。 单缝谐振长度优化示意图如下： 设计一个由20个缝隙组成的缝隙阵，采用Chebyshev 电流分布，前10个缝的电平分布如下： n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 a n 0.33 0.29 0.39 0.5 0.62 0.73 0.83 0.91 0.97 1.0 根据电平分布进行归一化：∑==101212n n a K 短 路 波端口g λ41g λ2 1L

手机双频天线设计论文综述

通信工程专业实训 题目：手机内置天线的设计 专业：通信2班 学号：1167119226 姓名：李盼 指导老师：杜永兴 分数：_________________

目录 摘要： 关键字： 第一章：背景介绍 第二章：实训过程记录第三章：实训结论 第四章：实训总结 第五章：参考文献

摘要：现在的电子通讯技术飞速发展，随着技术可经济的推进，人们对手机的要求越来越高，然而手机的基本功能就是打电话，而对手机的内置天线要求就更高难度更大，小型化，并且能工作在不同的频段下，文中主要研究双频手机PIFA天线。采用了开槽的的设计方法实现了天线的双频，工作性能良好，易于实现，现在大多数手机都使用这种天线。 关键字：PIFA天线，双频，GSM,DCS,HFSS 第一章：背景介绍 1.1 移动通信对手机天线的要求 天线最主要的功能在于转换两种不同传播介质中的电磁波能量。在能量转换的过程中，会出现收发信机与天线及天线与传播介质之间的不连续接口。在无线通讯系统中，天线必须依照这两个接口的特性来做适当的设计，以使得收发信机、天线以及传播介质之间形成一个连续的能量传输路径。 移动通信手机对天线的要求： 外在要求： 天线尺寸小，重量轻，剖面低，携带方便，机械强度好 电性能要求： 水平面要求有全向辐射方向图，频带宽，效率高，增益高，受周围环境影响小，对人体辐射伤害小 1.2 手机天线的指标意义 天线输入阻抗： 天线的输入阻抗是以收发机与天线间的接口往天线端看入所得到的阻抗值。这一数值对天线的辐射效率，天线的带内增益波动，天线前端的功率容量有很大的影响。手机天线是一种驻波天线，，天线的阻抗不匹配，将导致大量的信号反射，使天线的辐射效率降低，同时由于反射的影响使得天线在宽频带内的增益有抖动，如果天线的驻波为6，手机前端的击穿电压将降为原来的1/6，而功率容量就会下降。 手机天线驻波对天线效率的影响不可不慎。 天线的驻波要求，我们目前统一要求为小于3。

基于十字形缝隙耦合的宽带圆极化微带天线设计

龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/d518234950.html, 基于十字形缝隙耦合的宽带圆极化微带天线设计 作者：何越等 来源：《现代电子技术》2013年第19期 摘要：为了改善微带天线的带宽性能，提出了一种采用十字形缝隙作为馈电方式，利用三个Wilkinson功分器组成馈电网络的宽带圆极化微带天线的设计方法。讨论了构建这种微带天线的基本技术，借助HFSS仿真软件进行设计和验证。依据设计结果委托专业研究所制作了实物天线，测试结果表明，该天线的阻抗带宽和3 dB轴比带宽分别达到40.38%和20.7%，中心频率为2.6 GHz，测量结果与仿真结果吻合良好，为低后瓣和宽带圆极化微带天线设计提供了一种新的工程设计方法。 关键词：微带天线；圆极化；缝隙耦合； Wilkinson功分器 中图分类号： TN821?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）19?0077?03 0 引言 随着雷达，卫星通信，遥感等技术的发展，微带贴片天线被广泛地应用于蜂窝电话、全球定位系统和个人移动通信。由于其低成本，低剖面，易集成，结构紧凑，易于制造等诸多优点，微带天线在各个领域倍受青睐。但传统的微带天线也有频带窄，效率低，功率容量小等缺点[1?2]。 D.M.Pozar于1985年提出缝隙耦合馈电的微带天线[3]，主要有如下优点：缝隙耦合方式 采用的是非接触的贴近式馈电，避免了传统探针馈电中引入的电感，并且在制造加工方面更为简单，也为多层介质、多层贴片以及构造天线阵提供了便捷；地平面存在于天线辐射层和馈电层之间，隔离了微带电路部分和天线辐射层，降低了馈电网络部分的辐射，也便于两部分分别进行优化设计；调节缝隙的尺寸和微带枝节透过缝隙的长度一般可以获得满意的匹配，并且缝隙相当于一匹配网络[4]，可以提供宽频带的驻波比特性。Vivek等人对不同缝隙的耦合情况作了分析计算[5]；除了缝隙耦合之外，多层贴片的堆叠设计也可增加天线带宽[6]。 为了产生圆极化，一般有单馈[7]和多馈两种方式，而多馈方式中一般又分为双馈和四 馈。在缝隙耦合的微带天线中，双馈的方式一般是采用两条偏置的相互垂直的缝隙[8]，四馈 则可以采用十字缝隙来馈电[9]。通常来说，单馈点的圆极化微带天线工作带宽较窄，两条偏 置缝隙由于他们的不对称性会造成更高的交叉极化率，而十字缝隙耦合则可以较好地克服上述的缺点，实现较为理想的圆极化。

北大天线理论课件：第六章__微带天线

第六章 缝隙天线与微带天线 §6.1 缝隙天线 缝隙天线：开在波导或谐振腔上缝隙，用以辐射或接收电磁波。 6.1.1 理想缝隙天线 理想缝隙天线：开在无限大、无限薄的理想导体平面上的直线缝隙，用同轴传输线激励。 假设位于yoz 平面上的无限大理想导体平面上开有宽度为ω （λω <<）、长度2/2λ=l 的缝隙。缝隙被激励后，只存在垂直 于长边的切向电场，并对缝隙的中点呈对称驻波分布，其表达示为： ()()[]y m e z l k E z E ?sin --= m E ---缝隙中间波腹处的场强值。 缝隙相当于一个磁流源，由电场分布可得到等效磁流密度为： ()[]()[]? ??<-->-=?-==0,?sin 0,?sin ?0 x e z l k E x e z l k E E n J z m z m z m 等效磁流强度为：

()[]()[]? ??<-->-=?=?0,sin 20,sin 2x z l k E x z l k E l d E I m m l m ωω 也就是说，缝隙可等效成沿Z 轴放置的、与缝隙等长的线状磁对 称阵子。 根据对偶原理，磁对称阵子的辐射场可由电对称阵子的辐射场对偶得出。对于电对称阵子，电流分布为： )(sin )(z l k I z I -= 辐射场表达式： θ θθsin )cos()cos cos(60kl kl r Ie j E jkr -=- ()()? ?π?sin cos cos cos 2kl kl r Ie j H jkr -=- 由此得到0>x 半空间，磁对称阵子的辐射场为： ()()? ?πω? sin cos cos cos kl kl r e E j E jkr m m --=- ()? ?μεπωθ sin cos cos cos kl kl r e E j H jkr m m -=- 在0

平面倒F缝隙天线的仿真分析

本科毕业论文(设计) 题目：平面倒F缝隙天线的仿真分析

Simulation Analysis of PIFA Slot Antenna

摘要 手机天线设计的主要指标是小型化、多频化和内置化。平面倒F天线（PIFA）由金属地板、辐射贴片、短路贴片和馈电系统组成，其结构紧凑、成本低、制作容易，得到了广泛的应用。但小型PIFA天线的带宽较窄，不易实现同时覆盖GSM800和GSM900，可以在地面开槽形成缝隙天线，通过缝隙引入新的谐振来展宽工作带宽。论文在前人研究的基础上，利用HFSS12.0仿真了普通的PIFA天线和地面开槽的PIFA缝隙天线，并将二者进行了比较，证明了在地面开槽能够实现增加PIFA带宽的作用。 关键词平面倒F天线缝隙天线谐振频率回波损耗 Abstract The main indexes of mobile antenna design is miniaturization, multi-frequency and built-in. Planner inverted- F slot antenna consists of metal ground with slots, radiating patch, short circuit patch and feeding line. PIFA slot antenna，which has the features of compact size, low cost, easy to fabricate and has been applied widely. The compact PIFA has a narrow band at lower frequency, can not cover both of GSM800 and GSM900. The bandwidth can be widened by introducing slots on the ground plane, because the slots can excite additional resonances. Based on existed studies, PIFA slot antenna and PIFA antennae has been simulated through electromagnetic simulation software HFSS12.0，the results show PIFA slot antenna has wider bandwith than traditional PIFA. Keyword Planar inverted F antenna (PIFA) Slot antenna Resonant frequency Return loss

(重要)ETC 系统5.8GHz 微带二元天线阵列设计与仿真

ETC系统5.8GHz微带二元天线阵列设计与仿真 代玲玉1，张立华2 1. 武汉理工大学电信系，武汉（430070） 2. 总装驻3303厂军事代表室，武汉（430200） E-mail：sunlit1986@https://www.doczj.com/doc/d518234950.html, 摘要：本文介绍了几种常用的天线，简要分析微带贴片天线工作原理，设计一种适用于ETC系统的工作在5.8GHz的微带二元贴片天线阵列。并通过Ansoft HFSS V9.2软件仿真分析，结合Smith V2.0进行阻抗匹配，得到天线的方向图、输入阻抗以及S参数，仿真结果较好，为实际天线制作与测试提供十分有价值的参考信息。 关键词：ETC系统；5.8GHz；微带二元天线阵；Ansoft HFSS V9.2；Smith V2.0 1 引言 随着社会的高速发展，交通阻塞、拥挤现象日趋严重，各国家利用电子、通信等高新技术来改造现有道路运输系统和管理体系，依此来大幅度提高路网通行能力和服务质量。 ETC(Electronic Toll Collection)即电子不停车收费系统，是一种用于道路、大桥和隧道的电子收费系统。使用该系统，车主通过收费站时不需要停车，耗时不到两秒，该收费通道的通行能力是人工收费通道的5到10倍。 ETC系统通过安装于车辆上的车载装置和安装在收费站车道上的天线之间进行无线通信和信息交换。车辆自动识别技术是其中最重要的技术，采用工作波段在5.8GHz的微波非接触式ID卡来完成识别工作，而天线是实现该项技术的重要元件。其中采用Ansoft HFSS V9.2软件对所需天线进行仿真设计可以直观地看到天线的特性，减少很多工作量，进而更快更准确地设计出符合实际需求的天线[1]。 2天线 天线的作用是把传输结构上的导波转换成自由空间波。IEEE官方对天线的定义：“发射或接收系统中，经设计用于辐射或接收电磁波的部分。”时变的电流和被加速的电荷都可以产生辐射，辐射产生的电磁能量能够在空间中传播。天线能够定向辐射和接收电磁能量[2]。 天线按照工作性质可以分为发射天线和接收天线；按照用途可以分为通信天线、雷达天线、广播天线和电视天线等；按照波段可以分为长波天线、中波天线和短波天线等。一般常见的天线结构为县天仙、环天线、（反射）面天线、喇叭天线、介质天线、微带天线和裂缝天线等，如图1所示。为了实现特定的工程任务，天线经常也组成天线阵列。 线天线环天线微带天线

波导缝隙天线的设计仿真方案详细教程

波导缝隙天线的设计仿真方案详细教程 1. 引言波导缝隙阵列天线口径幅度易于控制，具有辐射效率高，方向性强，结构紧凑等特点，而且容易实现低副瓣乃至极低副瓣，因此在雷达和通信领域有着广泛的应用。高频仿真软件HFSS在电磁仿真领域有着广泛的应用，有着高仿真精度、高稳定性的特点。使用HFSS 的3D建模功能，可以很容易解决简单的模型创建问题，但是对于复杂天线结构模型的建立，没有特别有效的方法，使得建模过程十分繁琐耗时，而且容易出错。利用HFSS 提供的VBScript脚本功能，可以对软件进行二次开发，以VBScript作为接口，利用Matlab调用HFSS协同建模仿真，可以简化模型建立的操作，节约设计时间。本文提出了一套波导缝隙天线的快速建模方法，设计了一个波导宽边裂缝阵列天线。并以此波导缝隙天线为例，应用Matlab协同HFSS建立模型仿真，对仿真结果进行了分析。 2.基本理论波导缝隙天线是在波导宽壁或窄壁上开缝的天线，波导中传输的电磁波可以通过缝隙向外界进行辐射。 通常有宽边偏置缝、宽边倾斜缝、窄边倾斜缝隙这几种开缝形式。根据波导终端的形式不同，波导缝隙阵天线可以分为行波阵和驻波阵。行波阵的波导终端接吸收负载，单元间距稍大或稍小于g /2 ，驻波阵在距离终端g /4 处接短路滑块，单元间距均为g /2 ，本文设计的就是一个波导驻波阵天线。 2.1 波导缝隙天线理论分析 波导上的辐射缝隙向外界辐射能量，引起波导负载的变化，应用传输线理论分析波导的工作状态比较方便，将相应的缝隙等效成与传输线串联的阻抗或并联的导纳，再建立对应的等效电路模型，进而可以求出各个缝隙的等效阻抗或导纳。Stevenson 等效电路法，就是根据传输线理论和波导模的格林函数导出矩形波导缝隙的计算公式。图1所示为波导宽边纵向偏置缝隙及其等效电路。 归一化等效谐振电导为：

缝隙天线

缝隙天线编辑词条 B 添加义项 ? 缝隙天线，是在导体面上开缝形成的天线，也称为开槽天线。典型的缝隙形状是长条形的，长度约为半个波长。缝隙可用跨接在它窄边上的传输线馈电，也可由波导或谐振腔馈电。这时，缝隙上激励有射频电磁场，并向空间辐射电磁波。 10 本词条百科名片缺少图片, 欢迎各位编辑词条，额外获取10个积分。 目录 1正文 正文折叠编辑本段 无限大和无限薄的理想导电平面上的缝隙称为理想缝隙。理想缝隙上的电场与缝隙的长边垂直，其振幅在缝隙的两端下降为零。这一电场分布与具有相同尺寸的导体振子（称为互补振子）上的磁场分布(即电流分布)完全一样。根据电磁场的对偶性可知，理想缝隙所辐射的电磁场与互补振子产生的电磁场具有相同的结构，只是振子的电场矢量对应于缝隙的磁场矢量，振子的磁场矢量对应于缝隙的电场矢量而已。因此。缝隙在远区的电场矢量E和磁场矢量H 的方向如图中a,缝隙在yz平面内的方向图为8字形,而在xy平面内的方向图为圆形。理想缝隙的输入阻抗与互补振子的输入阻抗之积为z娿/4，z0为周围媒质的波阻抗。对于有限导体平面或曲面上的实际缝隙，只要导体面尺寸比波长大得多，特别是缝隙窄边方向的尺寸较大，曲率较小，则其基本特性便近似于理想缝隙。缝隙天线 缝隙天线 利用多个缝隙可构成缝隙阵。图中 b就是在矩形波导窄壁上开缝的缝隙阵天线。缝隙阵有两类：谐振阵和非谐振阵。谐振阵中各缝隙是同相激励的；非谐振阵中各缝隙有一定相位差，因而其最大辐射方向不是在阵的法线方向，而是与法线成一角度。非谐振阵的优点是频带较宽。 缝隙天线一般用于微波波段的雷达、导航、电子对抗和通信等设备中，并因能制成共形结构而特别适宜于用在高速飞行器上。中国第一颗人造卫星就使用了缝隙天线。60年代以来，波导缝隙阵天线（包括形成相位扫描或频率扫描的面阵），因易于控制各缝隙的激励以得到特定的口径场分布，结构简便，已获得迅速的发展和应用。超低副瓣天线（副瓣电平低于－40分贝）就是在60年代后期用波导缝隙阵首先实现的。

微带天线和缝隙天线

第四讲微带天线 一、引言 上一讲介绍了对称振子和接地单极子天线。这两种天线本质上属于线天线。但是手机内置天线往往都不是线天线的形式，常见的PIFA天线和单极子变形天线往往都是平面天线的形式。尽管在某种程度上它们也和对称振子或接地单极子天线有某种程度的相似性。在现有理论基础下，由于专门对手机天线进行严格理论分析的论著还很少，所以为更加深入地理解手机天线，我们还有必要了解几种其他类型的天线的一般特性。这一讲主要介绍微带天线的概念和基本原理。 二、微带天线的结构 如下图所示，结构最简单的微带天线是由贴在带有金属地板的介质基片 （）上的辐射贴片所构成的。贴片上导体通常是铜和金，它可以为任意形状。但通常为便于分析和便于预测其性能都用较为简单的几何形状。为增强辐射的边缘场，通常要求基片的介电场数较低。 三、微带天线的特点 微带天线的典型优点是：

1．重量轻、体积小、剖面薄； 2．制造成本低，适于大量生产； 3．通过改变馈点的位置就可以获得线极化和圆极化； 4．易于实现双频工作。 但微带天线也有如下缺点： 1．工作频带窄； 2．损耗大，增益低； 3．大多微带天线只在半空间辐射； 4．端射性能差； 5．功率容量低。 四、微带天线的辐射机理 微带天线的辐射是由微带天线导体边沿和地板之间的边缘场产生的。这可以从以下图中的情况简单说明，这个图是一个侧向馈电的矩形微带贴片，与地板相距高度为h。假设电场沿微带结构的宽度和厚度方向没有变化，则辐射器的电场仅仅沿 约为半波长（）的贴片长度方向变化。辐射基本上是由贴片开路边沿的边缘场 引起的。在两端的场相对地板可以分解为法向和切向分量，因为贴片长度为，所以法向分量反相，由它们产生的远区场在正面方向上互相抵消。平行于地板的切向分量同相，因此合成场增强，从而使垂直于地板的切向分量同相，因此合成场增强，从而使垂直于结构表面的方向上辐射场最强。 根据以上分析，贴片可以等效为两个相距、同相激励并向地板以上半空间辐射的两个缝隙。对微带贴片沿宽度方向的电场变化也可以采用同样的方法等效为同样的缝隙。这样，微带贴片天线的辐射就等效为微带天线周围的四个缝隙的辐射。 这种分析方法不仅适用于微带矩形贴片天线，同样也适于其他形状微带天线。

推荐-L型探针馈电的微带天线仿真设计 精品

L型探针馈电的微带天线仿真设计 中文摘要 近年来，随着移动通信系统业务的不断增加，通信设备不断朝着小型化方向发展，同时对天线体积，集成化及工作频段的要求也越来越高。重量轻，剖面低，成本低和易于集成的微带天线，受到大家的广泛的关注。目前微带天线的主要限制还在于天线的狭窄。经过数十年的发展，很多研究学者提出了拓展微带贴片天线带宽的方法，其中采用L型探针馈电的方式得到了很多关注。 由于L 型探针垂直部分及水平部分和贴片之间产生感抗和容抗，两者相互作用产生谐振，使天线频带拓宽或者呈现多频带。这使得L型探针馈电广泛应用于现代移动通信系统中。本文介绍了微带天线的辐射原理及微波射频段电磁波的基本理论及L型探针馈电的微带天线。 文中依据理论分析以及数值计算相结合的方式设计出满足设计需要的微带天线并借助天线设计软件HFSS分析了L型探针水平段和竖直端长度对天线带宽的影响，在最后设计了一副进行仿真优化了的信号频段在3.2~4.4GHz的L型探针馈电的微带天线。 关键词：微带天线；容感性；L型探针馈电；HFSS仿真

The design and Simulation of antenna with L-shaped probe feed Absract In recent years,with the increasing number of mobile munication system,munication equipment developed towards miniaturization direction constantly,and the antenna size,high integration and frequency requirements are also being more and more important.Light weight, with low profile,low cost and ease of integration has got widespread attention by all of us.The major limitations of microstrip antenna now is the bandwidth of the antenna. After decades of development,a lot of research scholars proposed method to expand the bandwidth of the microstrip patch antenna,which adopts the L-shaped probe feed get a lot of attention. Because vertical section and horizontal section of L-shaped probe create inductive reactance and capacitive reactance,and both of them interact to produce resonance, this makes the antenna has wide bandwidth or multiple frequency bands. This makes L-shaped probe feed is widely used in modern mobile munications system. This paper introduces the radiation principle of microstrip antenna and microwave radio frequency section of the basic theory of electromagnetic wave transmission and the antenna with L-shaped probe feed. Based on the basic theory of microstrip antenna analysis and numerical calculation design a microstrip antenna meet the design need,and analysis the effect of the size horizontal and vertical section of L-shaped probe on the antenna bandwidth with the aid of with simulation software HFSS.In the final,it designs a microstrip antenna with L-shaped probe feed which the transmission signal frequency band in 3.2~4.4 GHz. KEY WORD：Microstrip antenna；Should the emotion；L-shaped feed；HFSS simulation

一种宽频带微带天线的设计

一种宽频带微带天线的设计Ξ 　徐　勤　ΞΞ (南京船舶雷达研究所,江苏南京210003) 摘　要:介绍了宽频带渐变式微带缝隙天线的工作原理、设计参数及其对电性能的影响,设计了一种结构简单的天线形式,给出了该天线工作于S、C频段的结构尺寸以及VSWR、辐射方向图的仿真和测试数据曲线,两者之间有很好的一致性,并对影响天线性能的关键参数进行了误差计算。结果表明:在加工精度可达到的范围内,对天线性能的影响不大。该天线可应用于宽频带单极化、双极化阵列天线单元或反射面天线馈源。 关键词:雷微带天线;宽频带;馈源;阵列单元 中图分类号:TN822.8　文献标识码:A　文章编号:100920401(2004)022******* A design of broadband microstrip antenna X U Qi n (N anji ng M ari ne Radar Instit ute,CS IC,N anj ng210003,Chi na) Abstract:The operating principle and designing parameters of the broadband microstrip slot antenna and its influence to the electrical property are proposed in this paper.A simple form of antenna is de2 signed.The scantling of structure,VSWR,the simulation of the radiation pattern and testing data curve of the antenna operating on S and C bands with a consistency between them.An error calcu2 lating to the key parameter influencing the antenna performance is carried through.The results show that the accessible machining precision range will take little influence on the antenna perfor2 mance.The antenna is applicable to the array antenna element with broadband single polarization and dual polarization or antenna feed source with reflecting surface. K ey w ords:microstrip antenna;broadband;feed source;array element 1　引　言 通常,天线工作的最高频率与最低频率之比大于2,就属于宽频带天线;两者之比大于10,则被认为是超宽频带天线。超宽频带天线的设计是未来天线设计的发展方向之一。本文设计的宽频带渐变式微带缝隙天线,最早的形式是由P.J.G ibson、Prasad和Mahapa2 tra在1979年几乎同时提出的,它由一段一端很窄另一端按指数式、V型张开或常数未张开的槽线构成,一般分别称其为Vivaldi天线、L TSA天线或CWSA天线。通常采用双面敷铜介质基片制造,微带线印刷在介质基片的一面作为馈电,指数式、V型张开或常数开口的槽线印刷在介质基片的反面,其作用相当于微带馈电线与自由空间之间的阻抗变换网络。槽线的窄端区域决定了高频端的辐射,而张开的口径区域则决定了低频端的辐射。虽然它们的结构形式不完全相同,但工作原理及辐射的本质是一样的,如图1所示,为其典型的结构示意图。 该类天线的辐射情况与微带贴片、微带振子等不同,它属于端射式行波天线,依赖的是表面波传输,至端口辐射。由于表面波的相速一般低于光速,故渐变式微带缝隙天线属于一种慢波结构。对于沿传输路径表面波相速不变的行波天线,存在一个最佳的相速比,它能导致天线获得最大的方向性和更高的增益。但该类天线由于缝隙的渐变式张开,其传输相速是变化的,从而方向性降低,副瓣电平也降低。在与介质基片平 Ξ Ξ Ξ作者简介:徐勤(1962-),男,江西临川人,南京船舶雷达研究所高级工程师,从事舰戴雷达天线设计。 收稿日期:2004201212