矩形片式环形磁感应天线近场互感特性研究

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图形阵列磁各向异性的研究

东南大学硕士学位论文（靶）上，而将大电极和屏蔽罩等相连后接地作为另～极，这样，在小电极处产生的暗区电压降比大电极暗区压降要大得多，致使流向大电极的离子能量小于溅射阀能，在大电极上就不会发生溅射。

因此，只能用小电极作为靶，而将基片放置在大电极上，就可以进行高频溅射镀膜。

通常，频率为１０－３０ＭＨｚ左右，目前国际上定为１３．５６ＭＨｚ．射频溅射几乎可以用来沉积任何固体材料的薄膜，所得膜层致密、纯度高、与基片附着牢固，并具有较高的溅射速率。

当需将基片放置在不直接受次级电子轰击的位置上，或利用磁场使电子偏离基片。

溅射的速率是按如下方法来确定的：先在某一制备态下溅射一薄膜（如半小时），再用双光束干涉显微镜测定膜厚。

由溅射时问和膜的厚度即可定出溅射速率。

对于多层膜样品，通过计算机自动控制衬底在两个不同靶上的停留时间，以达到预设的多层膜两种材料的厚度。

然后用ｘ光小角衍射直接测量其调制周期。

我们制各的多层膜调制长度与设定的调制厚度相差小于５％。

２．１－３离子束溅射法离子束溅射技术的原理和特征：在比较低的气压下，从离子源区处的氩离子以一定角度对靶材进行轰击，由于轰击粒子的能量大约为１ＫｅＶ，对靶材的穿透深度可忽略不计，级联碰撞只发生在靶材几个原子厚度的表面层中，大量的原子逃离靶材表面，成为溅射离子，其具有的能量大约为１０ｅＶ的数量级。

由于真空室内具有比较少的背景气体分子，溅射离子的自由程很大，这些粒子以直线轨图２．３：离子柬溅射实验装置１．水冷靶架，２．１２ｃｍ辅助离子源，３．１６ｅｒａ主离子源，４．行星基板架５．挡板６．甲板阀７．晶振膜厚仅迹到达基板并沉积在上面形成薄膜。

由于大多数溅射粒子具有的能量只能渗入并使薄膜致密，而没有足够的能量使其它粒子移位，造成薄膜的破坏，并且由于低的背景气压，薄膜的污染也很低；而且，冷的基板也阻止了由热激发导致晶粒的生长在薄膜内的扩散。

因此。

在基板上可以获得致密的无定形膜层。

在层膜过程中，特别是那些能量高于１０ｅＶ的溅射粒子，能够渗入几个原子量级的膜层从而提高了薄膜的附着力，并且再搞低折射率层之问形成了很小梯度的过东南大学硕士学位论文的偏移，就可求出薄膜的厚度。

近场、远场和电磁感应电磁辐射概念分析

近场、远场和电磁感应电磁辐射概念分析天线周围的空间电磁场根据特性的不同又可划分为三个不同的区域：(a)感应近场，(b)辐射近场，(c)辐射远场，它们的区分依靠离开天线的不同距离来限定。

在这些场区交界的距离处电磁场的结构并无突变发生，但总体上来看，三个区域的电磁场特性是互不相同的。

尽管有各种准则来区分三者的边界，但这些准则并不是唯一的，我们需要了解的是相互之间的本质区别：感应近场区指最靠近天线的区域。

在此区域内，由于感应场分量占主导地位，其电场和磁场的时间相位差为90度，电磁场的能量是震荡的，不产生辐射.)辐射近场区：辐射近场区介乎于感应近场区与辐射远场区之间。

在此区域内，与距离的一次方、平方、立方成反比的场分量都占据一定的比例，场的角分布(即天线方向图)与离开天线的距离有关，也就是说，在不同的距离上计算出的天线方向图是有差别的。

辐射远场区：辐射近场区之外就是辐射远场区，它是天线实际使用的区域。

在此区域，场的幅度与离开天线的距离成反比，且场的角分布(即天线方向图)与离开天线的距离无关，天线方向图的主瓣、副瓣和零点都已形成。

在实际使用中，最感兴趣的是辐射远场区。

通常的应用中，我们应该避免收、发天线处在近场区范围，因为此时不但天线的方向图没有形成，而且在近场范围内的任何导电体甚至介质物体都被看成是天线电磁边界条件的一部分，它影响了原来的天线，和原来的天线一起共同修正和改变了远场的方向图辐射特性，从而影响了实际使用效果。

某些特殊应用场合，天线和其它物体靠得很近，从而使天线的辐射特性变得极其复杂，比如手机天线置于人体附近的情况，这需要专门予以讨论。

暂时不讲天线，单纯分析这个观点。

变压器是一个绝佳的反面例子，变压器工作在相对低频率条件下，可以认为变压器周围不存在辐射，只有感应场在起作用。

初级线圈在变化的输入电压作用下，产生了变化的磁场，而这些磁场同时被次级线圈”包围“，于是，次级线圈上产生了新的电压。

这种情况下，能量从初级线圈转移到了次级线圈，所以，“感应场不是不传输能量吗？”肯定是不对的。

矩形截面圆环铁氧体磁芯电感器频率特性

试验结果为验证上述模型的正确性，选用两个铁氧体磁芯电感器，电感器 1#的磁芯为 KST132-26，电感器 2#的磁芯为 KST106-26A。电感器参数见表 1,网络分析仪采用 HP4395A 和 HP4284A，参数 e、k 按上述方法确定。对两个电感器进行计算和实测得到类似的结果，以电感器 1#为例进行说明。图2是磁芯损耗等效电阻Rc的计算值随频率变化的曲线图，结果表明 Rc 在频率小于 100kHz 时数值很小，在频率超过100kHz时Rc随频率显著图3、增加，在达到1MHz时Rc已是比较大的数值。 4分别为电感器等效串联电阻Rs和电抗Xs测量值和计算值的频率关系曲线，从图3、 4可以看出Rs、 Xs 在频率小于 1MHz 时变化很小，超过 1MHz 时 Rs、Xs迅速上升，在谐振频率处Rs、Xs达到峰值。图4中在小于谐振频率fr 时，电抗Xs显现感性，谐振频率后显现容性。图5是电路的相位图，从图中可以发现在谐振频率附近相位角有 180° 的翻转，这与图4中的等效串联电抗分析相一致。电感器的这种频率特性可从图1的电路模型中解释：图1(a)、(b)中电容C支路在低频时容抗值较大，对电路的作用不明显，电路表现出电感特性；随着频率升高，电容支路容抗逐渐减少，电感上的电流被电容C分流的部分增大，结果等效串联电阻Rs、电抗Xs随频率迅速增加；谐振频率后，寄生电容C占主要地位，电路表现为容性，等效串联电阻Rs随着频率下降，等效串联电抗Xs 和电感Ls变为容性，阻抗相位角变180°方向。
C=
2 r
1
=
1 (2π f r ) 2 L
系数 e、k 采用曲线拟合法确定，求取步骤可简述如下： z 用 LCR 实测一组数据：与频率 f 对应的 Rs z 测量电感器谐振频率 fr z 计算求解 C、Rw。 z 由式(1)对参数 e、k 进行最小二乘估计。

三、矩形波导管中电磁波的传输特性微波技术基础课件 PPT

c
2
1
m
2
n
2
a b
§2-3 矩形波导管中电磁波的传输特性——三、矩形波导管中电磁波的传输特性
❖ 简并现象：不同波型具有相同截止波长（或截止频率）的现象
简并波型的kc、fc、vg、vp以及g都是相同的 kc
o 一般情况下： ▪ TE0n和TEm0是非简并模（TM最低次模为TM11）
2 m 2 n 2 a b
矩形波导管管壁电流立体分布图
❖ 左右两侧壁的电流 ❖ 只有Jy分量 ❖ 大小相等，方向相同。
❖ 上下宽壁内的电流 ❖由Jz和Jx合成， ❖ 同一位置上下宽壁内的管壁电流大小相等，方向相反。
§2-3 矩形波导管中电磁波的传输特性——四、矩形波导管的管壁电流
了解管壁电流的分布情况，对解决某些实际问题有帮助
ax
s
in
2
a
x dxdy
Em2 axb
2ZTE10
a sin 2
0
a
x dx ab
2ZTE10
Em2 ax
§2-3 矩形波导管中电磁波的传输特性——三、矩形波导管中电磁波的传输特性
▪ 功率容量Pbr：波导能够传输（承受）的最大允许功率（极限功率）
Emax Ey xa / 2 Ebr
a 0.7
b 0.4 ~ 0.5a
▪ 使用的波导已标准化：可根据需要选用
§2-3 矩形波导管中电磁波的传输特性——
四、矩形波导管的管壁电流
▪ 导行波在金属波导内壁表面上将感应出高频电流，称为管壁电流。
▪ 管壁电流如何分布？
假定内表面是理想导体， ▪ Js表示内表面上的表面电流密度矢量 ▪ H表示内表面处切线方向的磁场强度 ▪ an表示内表面法线方向的单位矢量

矩形波导的特点

矩形波导的特点矩形波导是一种常用于微波和毫米波频段的传输线，其具有多种优良特性，如低损耗、高可靠性、可变带宽、易制造和可集成等等。

本文将从矩形波导的基础理论、结构特点、应用领域和发展趋势等方面进行详细介绍。

一、基础理论1. 电磁场的基本方程电磁场的基本方程包括麦克斯韦方程组和洛伦兹力方程，其中麦克斯韦方程组描述了电场与磁场之间的相互作用规律，洛伦兹力方程则描述了电流在电磁场中的受力情况。

2. 传输线的电学性质传输线的电学性质包括电容、电感和阻抗等参数。

在矩形波导中，电容和电感主要由波导金属壳体和波导中的电场和磁场相互作用产生，阻抗则由波导的几何形态和介质特性决定。

3. 矩形波导的传输特性矩形波导的传输特性与其结构形式密切相关。

一般来说，矩形波导的特性阻抗、传输带宽和模式结构等都会随着频率的变化而发生相应的变化。

二、结构特点1. 矩形波导的构造矩形波导由上下两块平行的金属板和四面硬性壁构成，内部空间是一个长方体或正方体腔室。

其金属壳的尺寸和形状决定了波导的频率响应和谐振模式。

2. 矩形波导的工作方式矩形波导的工作方式可分为TE模式和TM模式，其中TE模式是指电场垂直于波导纵向方向，磁场平行于波导纵向方向；TM模式则是指电场平行于波导纵向方向，磁场垂直于波导纵向方向。

尽管矩形波导的主要应用场合是TE10模式，但在一些特定频率下，其可工作于多种模式下。

3. 矩形波导的参数设计矩形波导的设计需要考虑多个参数，如波导长度、宽度、高度、壁厚、端口位置和形状等。

这些参数的选择和优化将极大地影响波导的电学特性、传输带宽和谐振模式等指标。

三、应用领域1. 通信领域矩形波导被广泛应用于通信领域，如微波通信中的天线阵列、毫米波中的频率合成器和信号放大器等。

其低损耗的特点在长距离传输中具有优良的性能。

2. 雷达测量矩形波导的谐振性质在雷达测量中广泛应用，如星载雷达中的天线和高频发生器等。

此外，矩形波导的可变谐振频率特性还被用于各种形式的频率可调谐器件。

微波元件矩形波导的理论和仿真分析

• 90•随着信息化的不断深入，为满足大容量、高速率的社会需求，各通信系统的通信频段都呈上升趋势，波导以其高频段传输的低损耗特性开始受到越来越多的关注。

本文利用电磁波传输的交链特性以及电磁场在矩形波导中的各分量表达式，针对实际应用对矩形波导主要传输的TE 10型波进行了场域和矢量线的高频仿真，仿真结果对理论分析进行了很好的验证。

随着电子化、信息化的不断深入，电子电气设备已经普及到我们生活的各个领域，传输线作为各类电子电气以及通信系统的连接和通信纽带，无论在军用还是民用等各个方面都有着不可或缺的地位。

通常在直流和波长小于3m 的低频电力系统中采用双线传输线（如双绞线）、频率较高时采用同轴线避免电磁波向外辐射损耗和干扰、频率更高时采用波导管（以下简称波导）来避免高频传输时同轴线的导体及介质中的损耗。

波导是由金属（如黄铜、铝、镀银等）拉制而成的空心管，填充的介质一般为空气。

在性能上可将其分为硬波导和软波导；在结构上可将其分为矩形波导、椭圆波导、扭波导、充气波导等。

1 理论分析以矩形波导为例创建模型，根据导波系统的横截面创建直角坐标系，令其沿Z 轴放置，且传播方向为正Z 方向。

为了简化数学分析，假设矩形波导由理想导体壁构成，其间的媒质是均匀、线性、无耗和各向同性的。

此外，还假设所讨论的波导部分远离波源，波导中无自由电荷和传导电流。

则该导波系统中的电场和磁场可分别表示为：设矩形金属波导管宽壁的内尺寸为a ，窄壁的内尺寸为，如图1所示。

图1 矩形金属波导管如果电磁场随时间t 以角频率ω作简谐变化，我们采用麦克斯韦方程出发分中国人民解放军63755部队郭庆蔡银平赵志岩蔡良国黄双斌微波元件矩形波导的理论和仿真分析• 91•析这个问题，从其复数形式可写为：(1)(2)(3)(4)消去方程中的和可得到：(5)(6)式中，（5）（6）方程组称为亥姆霍兹方程，拆开其分量可写为：(7)(12)式中。

已知金属波导中只能传输 TE 波及TM 波，现在分别讨论他们在矩形波导中的传播特性。

以有机磁性材料为基片的小型化、宽频带矩形微带天线

随着现代无线通信业务的飞速发展，对天线小型化和宽频带的要求日益迫切．带天线具有剖面微薄、积小、体重量轻、构简单、结易于和有源器件集成等优点，因此已被广泛应用于ＧＳＧＰ、Ｍ、Ｓ蓝牙等现代无线技术中．为进一步减小微带天线的尺寸，们人提出了许多新的理论和方法，大致可分为两类：一类
ｔｏｃｓａｒｃａｕｌｒｍｉｒｓｒｐａｔｎｈｉｙｅｏａｅｉｌｉｈｐａａｅｅｓａｄｅｐｒｍｅ — ｒｄｕｅｅｔｎｇａｃｏｔｉｎｅｎａｏｎｔｓｔｐｆｍｔｒａｔｒｍｔｒｎｘｅｉｎｗ
Ｆｂ２０２ｅ０
文章编号：０７２６（０２０ — ０５０１０ —８１２０）１０２ —３
・
研究简报・
以有机磁性材料为基片的小型化、宽频带矩形微带天线’
顾伟，张需溥，钟顺时
（海大学通信与信息工程学院．海２０７）上上００２
维普资讯
第８卷第１期
２００２年２月
上海大学学报（然科学版）自
ＪＯＵＲＮＡＬＨＡＮＧＨＡ１ＵＮＩＯＦＳＶＥＲＳＴＹ（ＩＮＡＴＵＲＡＩＣＩＳＥＮＣＥ）
Ｖｏｌ８．ＮＯ．１
ＭｉｉｔｒｎｉｅＢａｃａｕａｉｒｓｒｐＡｎｅａｎａｕｅａｄＷｄ－ｎｄＲｅｔｎｇｌｒＭｃｏｔｉｔｎｎｏｎＯｒａｉａｎｔｃＳｈｔａｅｎａｇｎｃＭｇｅｉｕｓｒｔ

一种基于180°移相器和方形环天线的UHF近场RFID阅读器天线

一种基于180°移相器和方形环天线的UHF近场RFID阅读器天线于正永1，黄承2，钱建波1，丁胜高1，董进1（1.江苏电子信息职业学院计算机与通信学院，江苏淮安223003；2.南京理工大学电子工程与光电技术学院，江苏南京210094）摘要：基于180°移相器和方形环天线，提出了一种结构简单且性能良好的UHF近场RFID阅读器天线。

该天线主要由两个不共面的圆形移相器和方形环天线构成。

首先，由于移相器带来的阻抗变化使得该天线无须复杂的馈电网络设计即能获得20MHz的带宽（反射系数小于-10dB，覆盖910MHz到930MHz），涵盖了中国RFID UHF频段标准。

其次，该天线利用两个移相器180°的移相特性使得具有1倍波长环形天线的表面电流依然保持同向，避免了传统天线由于尺寸过大导致电流反向的问题。

最终，该天线在其围绕的区域内（约-70mm×70mm）产生了强度强且均匀的磁场分布。

关键词：180°移相器；UHF近场RFID；阅读器天线中图分类号：TN823.15文献标识码：A文章编号：1009-3044(2020)36-0005-03开放科学（资源服务）标识码（OSID）：1引言射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术起源于20世纪30年代的雷达技术[1]，20世纪70年代随着其工作原理的明确及集成电路的迅猛发展，RFID技术趋于成熟，逐步向民用领域发展，应用于铁路车辆识别、家畜跟踪、门禁系统、防盗系统等部分商用或民用领域[2]。

近年来，随着RFID技术的进一步丰富和完善，RFID技术已经被广泛应用于智能物流[3]、仓储管理[4]、物联网（Internet of Things，IoT）[5]等领域，融入人们的日常生活中。

RFID是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象，快速地进行物品追踪和数据交换。

矩形贴片天线设计原理

矩形贴片天线设计原理矩形贴片天线是一种常用于无线通信设备中的天线设计，其设计原理基于电磁波的辐射和接收特性。

本文将详细介绍矩形贴片天线的设计原理以及其在无线通信领域的应用。

矩形贴片天线是一种采用矩形金属片作为辐射元件的天线。

它通常由一个金属片和一根接地引线组成。

金属片的形状和尺寸会影响天线的频率响应和辐射方向性。

矩形贴片天线的设计原理是基于电磁波在金属片上的辐射和接收。

当高频信号通过金属片时，电磁波会在金属片上产生电流和电荷分布。

这个电流和电荷分布会产生电磁辐射，从而实现信号的辐射和接收。

在矩形贴片天线的设计中，关键的参数包括天线的尺寸、形状和材料。

这些参数会直接影响天线的频率响应、辐射方向性、辐射效率等性能指标。

因此，在设计矩形贴片天线时，需要根据具体的应用需求选择合适的参数。

矩形贴片天线的频率响应与其尺寸密切相关。

一般来说，天线的尺寸越大，其能够辐射和接收的频率范围就越宽。

而对于特定的频率，矩形贴片天线的尺寸也需要满足一定的条件，以保证天线的工作效果。

因此，在实际应用中，需要根据所使用的频段和应用场景来确定天线的尺寸。

除了尺寸外，矩形贴片天线的形状也对其性能有重要影响。

常见的矩形贴片天线形状包括直角矩形、圆角矩形等。

这些形状的选择会影响天线的阻抗匹配、辐射方向性等性能指标。

因此，在进行天线设计时，需要综合考虑形状对天线性能的影响。

矩形贴片天线的材料也会对其性能产生影响。

常用的材料包括铜、铝等导电金属材料。

选择合适的材料可以提高天线的辐射效率和工作稳定性。

矩形贴片天线在无线通信领域有着广泛的应用。

它可以用于手机、无线路由器、蓝牙设备等各种无线通信设备中。

矩形贴片天线的小尺寸、方便贴片安装以及较好的性能表现，使其成为无线通信设备中常用的天线设计。

总结起来，矩形贴片天线是一种常用于无线通信设备中的天线设计，其设计原理基于电磁波的辐射和接收特性。

通过合理选择尺寸、形状和材料等参数，可以实现天线的频率响应、辐射方向性等性能指标的要求。

同轴馈电矩形微带天线设计与分析 2

同轴馈电矩形微带天线设计与分析摘要：本文使用HFSS软件，设计了一种具有损耗低、稳定性好的同轴馈电矩形微带天线。

该新型C波段微带天线射频频率2、45GHz，输入阻抗50Ω，利用矩形同轴线馈电(RCL)结构网络和微带天线子矩阵的基本原理和设计方法，运用HFSS对该天线进行仿真、优化，最终得到最佳性能，达到了频段围S11小于XXX，尺寸XXX，方向性XXX，达到XXX的设计要求。

关键词：HFSS，微带线，天线请在摘要中写明该天线的性能，点明创新性或所做的工作重点。

1、前言在1953年Deschaps提出微带天线的理论，经过20年多的发展，Munson和Howell于20世纪70年代初期制造了实际的微带天线。

传统的手工计算设计天线采用的是尝试法，设计和研发周期长，费用高。

随着计算水平的提高，可以采用成熟的电磁仿真软件设计。

微带天线结构简单,体积小,能与载体共形，能和有源器件、电路等集成为统一的整体，具有体积小、重量轻、低剖面、易于集成和制造等点，在卫星通信、卫星定位系统等多个领域获得了广泛应用。

已被大量应用于100MHz～100GHz宽频域上的无线电设备中, 特别是在飞行器和地面便携式设备中得到了广泛应用。

微带天线的特征是: 比通常的微波天线有更多的物理参数, 可以有任意的几何形状和尺寸；能够提供50Ω输入阻抗,不需要匹配电路或变换器；比较容易精确制造, 可重复性较好；可通过耦合馈电, 天线和RF电路不需要物理连接；较易将发射和接收信号频段分开；辐射方向图具有各向同性。

设计的圆极化微带天线具有较宽的频带或者是双频堆叠结构且采用同轴线馈电，一般天线厚度尺寸较大，因此馈电同轴长加大，导电感抗加大，天线的性能随之恶化。

通常，单层厚天线采用L形或T形同轴探针馈电；对于双层厚天线，通过在层间增加空气层以改善天线的驻波特性J。

这两种结构给天线的制造带来了困难，前者需要在介质层增加金属片来实现T形或L形探针馈电，制作不便，增加了制造代价；后者需要在两层天线中间添加空气层，由于空气层厚度对天线性能影响突出，厚度不易控制，因此也不是好的选择，而同轴馈电矩形微带电线成为了性能良好的天线选择之一。

方形线圈的互感计算

工程电磁场课外实验报告仪器科学与电气工程学院65100512董雪峰基于MATLAB计算任意位置两矩形线圈互感实验目的本次实验主要是为了对工程电磁场的理论知识进一步的理解和掌握。

通过对本次实验的设计，计算；从而掌握任意一点电磁感应的计算，和利用定义式计算任意一点的磁感应强度。

同时，理解和掌握互感的定义，以及对互感的计算。

实验内容1. 利用定义式，先求矩形线圈的任意一点的磁感应强度。

根据毕奥-沙伐定律知，空间线电流源产生的磁场强度为：dB=μ04πI•e R dlR2(1)式中：B-空间点的磁感应强度，其方向垂直于直导线与空间点构成的平面；μ0-真空磁导率；I-导线的电流强度；l-导线长度；R-源点到场点的距离；e R-R方向的单位矢量；为了计算具有一定长度的电流源在其周围产生的磁场，建立如图1坐标系，并用毕奥-沙伐定律的积分式：B=μ04π∮I•e R dlR2; (2)电流的方向Ii（x方向），场点的坐标P（0,0，Z）=Zk;而导线上的点可以表述为（X，Y，0）=Xi+Yj;则有:e R=−Xi−Yj+ZkR(3)代入上式；利用∫dx(ax2+c)3/2=√2+l; （4）计算可得：B r=μ0IZ4πr02(√r02+a2+√r02+a2); (5)B r=μ0IZ4πr02(sinβ2+sinβ1);(6)B z=μ0IY4πr02(√r02+a2+√r02+a2); (7)B z=μ0IY4πr02(sinβ2+sinβ1); (8)对于一般情况而言：r0-该空间点到带电导线的垂直距离，即∣PQ∣，r0=√Y2+X2; （9）a-导线底端到该空间点在导线上投影间的距离；即∣QA∣；b-导线顶端到该空间点在导线上投影间的距离；即∣QB∣；Y-r0在XOY平面的投影；即∣OQ∣；Z-r0在XOZ平面的投影；即∣OP∣。

这样空间点与其在导线和XOY平面的投影点构成以直角三角形POQ。

矩形环流的磁场计算：分析矩形环流线圈在空间任一点的磁感应强度，本题采用叠加原理，考虑在空间中矩形环流四条边的叠加效果，从而可以得到在Z方向上的磁感应强度的矢量和为：B z=B1z+B2z+B3z+B4z; （10）式中B1z，B2z，B3z，B4z分别表示的是矩形线圈四条边对空间点产生的Z方向上的磁感应强度。

一种矩形微带天线设计

毕业论文学生姓名学号院(系)专业电子信息工程题目一种矩形微带天线设计指导教师2012 年 5 月摘要:微带天线以其体积小、重量轻、低剖面等独特的优点引起了相关领域的广泛重视，已经被广泛应用在1OOMHz—1OOGHz的宽广频域上的大量的无线电设备中。

微带贴片天线是微带天线的一种基本类型，是一种谐振型天线，通常只在谐振频率附近工作。

设计这种天线首先要保证它的谐振频率不能发生偏离。

贴片的形状可以是任意的，但是能计算出辐射特性的几何形状是很有限的，本文选用矩形贴片来研究微带天线。

本文首先介绍了微带天线比较常用的几种分析方法以及辐射原理，然后根据已有的经验公式，再结合高频结构仿真器(High Frequency StructureSimulator)HFSS设计了一款中心频率为2.44GHz的无线局域网矩形微带天线。

本论文给出了详细的设计流程：根据理论经验公式初步计算出矩形微带天线的尺寸，然后在HFSS里建模仿真，根据仿真结果反复调整天线的尺寸，直到仿真结果中天线的中心频率不再偏离2.44GHz为止。

微带天线固有的缺陷是窄带性，它的窄带性主要是受尺寸的影响，本文在不改变天线中心频率的前提下，通过理论经验公式与仿真软件的结合，给出了微带天线比较合理的尺寸。

由驻波比仿真结果，可以看出在2.42GHz-2.46GHz频率范围内，驻波比VSWR<2，符合设计要求；由天线的增益仿真结果，可以看出天线在工作频率处的增益略小于8dB，基本符合设计要求。

关键词:微带贴片天线,HFSS,矩形微带天线,驻波比,增益Abstract：Microstrip antennas with its small volume, light weight, low profile, and other unique advantages caused wide related field The attention, has been widely used in 1OOMHz-1OOGHz broad frequency domain of the large number of radio equipment . Microstrip antenna is microstrip antennas patch a basic types, is a resonance antennas, usually only in Near the resonant frequency. The antenna design, it must ensure the resonance frequency deviation from cannot occur. Posted Slice shape can be arbitrary, but can calculate radiation characteristics of geometric shape is very limited, this paper Choose the rectangle patch to study microstrip antennas. This paper first introduced the microstrip antennas used frequently in several analysis method and principle of radiation, and then the root According to the previous experience formula, combined with High Frequency Structure simulation device (High Frequency Structure Simulator) HFSS designed a center frequency of 2.44 GHz wireless LAN rectangular microstrip antennas. This paper The details of the design process are: according to the theory experience formula preliminary calculated the rectangular microstrip antennas feet “And then HFSS in modeling simulation, according to the simulation results of the antenna size adjustment again and again, until the simulation” In the center of the antenna fruit frequency deviation 2.44 GHz no longer so far. Microstrip antenna inherent defect is narrowband sex, its narrowband sex is mainly by the influence of size, in this paper Don’t change the antenna center frequency, under the premise of through the theory and simulation software of empirical formula of the union, gives Microstrip antennas more reasonable size. The standing wave than simulation, and the results can be seen in the 2.42 GHz 2.46 GHz frequency range, the standing wave VSWR than < 2, comply with the design requirements; The antenna gain simulation, and the results can be seen in the frequency of the work in antenna gain is slightly less than 8 dB, basic comply with the design requirements.Keywords：Patch microstrip antennas, HFSS, rectangular microstrip antenna, standing wave ratio, the gain目录1 绪论 (4)1.1 课题研究背景及意义 (4)1.2 微带天线的特点 (4)1.3 微带天线的分类 (5)2 微带天线理论 (5)2.1 微带天线的分析方法 (5)2.2 微带天线设计的方法 (9)2.3 展宽微带天线频带和提高增益的主要方法 (12)3 矩形微带贴片天线 (13)3.1 结构和设计要求 (14)3.2 矩形微带贴片天线的辐射原理 (14)3.3 矩形微带天线尺寸的确定 (15)3.4 天线设计软件HFSS的简单介绍 (18)4 基于HFSS的无线局域网矩形微带天线设计 (18)4.1 设计要求 (18)4.2 设计步骤 (18)4.4 设计结论 (26)总结 (27)参考文献 (28)致谢 (29)1 绪论1.1 课题研究背景及意义微带天线是20世纪70年代出现的一种新型天线形式。

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ａｔｎａｉｆｕｄｏｔＦｎｌｅｌｂｆｈｎｅｎｅｆｅｙｅｕａｉｎａｄｅｐｒｍｅｔ．ｎｅｎｏｎｕ．ｉａｌｔｅｏｅａｔｎａｉｖｒｉｄｂｍｌｔｎｘｅｓｙｈｏｔｓｉｏｉｎｓ
２理论分析
２１分析公式推导．
图１示出了矩环片状环天线及互感结构。中心
位于坐标原点的天线Ｚ为源天线，天线Ｌ为感应天
线。两天线由长宽分别为ａｂ导带宽度为Ｗ的平，，
面导体构成。中Ｙｚ其，，）为感应环Ｌ导带上任意一点的坐标， ’ ’ ’ ，，）Ｙｚ为源天线导带上任意一点的坐标。源天线在长边ａ中点处由同轴线馈电。在近场工作时，天线通过磁场耦合传输，因此也可以称为
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电子科技２０年第ｌ０６０期（总第２
！
矩形片式环形磁感应天线近场互感特性研究
曹磊，王鲁豫，李凤
（电子科技大学微电子与固体电子学院，四川成都６０５）１０４
摘
要
提出了一种新的矩形片式环形磁感应天线，并对这种天线的近场互感特性进行了究，得到互感研
环天线的波瓣图进行了研究。
收稿日期：２０ —１００６０ —９
一
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图１矩形片状环形磁感应天线及其互感结构
作者简介：曹磊（９０）男，硕士研究生。研究方向：１８一
射频微波电路、大容量无线ＩＣ卡和ＣＣＴＳ大容量点式应答器系统信息传输关键技术的研究。
互感天线。
近场感应性能将决定整个系统性能。本文中提出了一种新型的矩形片式环形磁感应天线，在对这种天线近场互感特性的研究中，提出了一种简单实用的数学模型，通过计算环天线磁通量的方法，
得出了矩形片式环形磁感应天线的周长大小和导
带宽度对互感效率的影响，并通过仿真和试验对
在互感系统中，环路所包含的磁通量与环路感应电压成正比，出在近场空间各处穿过环天线的求
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矩形片式环形磁感应天线近场互感特性研究
磁通量便可得出其互感特性。而直接通过求解空间各点的磁场分布将涉及到较为复杂的电磁场计算公式和繁琐的计算过程，本文中应用矢位磁量Ａ，使近场互感的计算得到简化。由斯托克司定理，
ＡｂｔａｔＡｅｒｃａｇｌｒｐａｅｍａｎｔｎｕｔｅｌｏｎｅｎｓｄｓｇｅ．Ｂｙｔｄｉｇｔｅｎａｅｄｓｒｃｎｗｅｔｎｕａｌｔｇｅｉｉｄｃｉｏｐａｔｎａｉｅｉｎｄｃｖｓｙｎｈｅｒｆｌｕｉｉｔｒｉｄｃｉｅｃａａｔｒ，ｔｅｒｌｔｎｈｐｏｈｎｕｔｅｅｆｃｅｃｏｔｅｐｒｍｅｅｎｈｏｄｃｏｄｈｏｅｎｅ－ｕｔｈｒｃｅｓｈｅａｉｓｉｆｔｅｉｄｃｉｆｉｎｙｔｈｅｉｔｒａｄｔｅｃｎｕｔｒｗｉｔｆｔｎｖｏｖｉｈ
Ｋｅｗｏｄｐａｅｌｏｎｅｎ；ｇｅｉｎｕｔｅｎａｅｄｉｄｃｉｅｅｉｉｎｙｌｂｙｒｓｌｔｐａｔｎａｍａｎｔｉｄｃｉ；ｅｆｌ；ｎｕｔｖｆｃｅｃ；ｏｅｏｃｖｒｉ
ＲｅｔｎｕａａｅＭａｎｔｃＬｏｐＡｎｅｎｃａｇｌｒＰｌｔｇｅｉｏｔｎａ
ＣａｉＷａｇＬｕｙ，ｎｏＬｅ，ｎｕＬｉＦｅｇ
（ｃｏｌｆＭｉｒｅｅｔｏｉｓｎｏｉ— ｔｔｅｔｏｉｓＵＥＴｆｉａＣｈｎｄ０５，ｉａＳｈｏｃｏｌｃｒｎｃｄＳｌＳａｅＥｌｃｒｎｃ，Ｓｏｎ，ｅｇｕ６１０４Ｃｈｎ）ｏａｄＣｈ
１引言
环天线以其成本低，体积小，易于设计等优点在高频频段得到了广泛应用。随着现代信息技术的发展，对环天线也提出了更高的要求。在国内外的文献中，对环天线的远场特性进行的研究
较多ｕ，，对近场特性分析的文献相对比较少。然而在一些近场的应用中，例如无源ＲＩＦＤ系统中利用环天线传输能量等，在这些系统中，环天线的
得到
相位是一致的。但是为了分析环天线的一般特性，本文中考虑了天线上电流相位的滞后效应。假设天线上电流分布为一均匀分布的行波电流，其总电流波归一化值为，Ｏ（）＝ＣＳ．，设在馈点处电流相位
效率随天线的周长大小以及导带宽度的变化规律。最后通过计算机仿真及实验对天线的波瓣图进行了研究。关键词片式环形天线；磁感应；近场；互感效率；波瓣图
中图分类号Ｔ０５ｃｉｅＣｈｒｃｅｓｏｅｅＮｅｒＦｉｌｎｅ．ｕｔｖａａｔｒｆｈｎｔ