基于微带天线的带宽展宽方法研究
一种改进的大带宽微带天线的设计_缪贵玲
一种改进的大带宽微带天线的设计_缪贵玲-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIANof a Modified Wide缪贵玲杨昌彦Miao Guiling Yang Changyan（1.鹰潭职业技术学院教育系，江西鹰潭 335000；2.江西广播电视大学鹰潭分校，江西鹰潭 335000）（ of Education，Yingtan Vocational and Technical College，Jiangxi Yingtan 335000；（ Campus，Jiangxi Radio and Television University，Jiangxi Yingtan 335000）摘要：本文设计了一种改进的大带宽的微带天线。
该天线采用相对介电常数接近于空气的泡沫介质层；通过在介质基片上开长方体槽，减小了馈电探针的长度，从而减小了探针电感对输入阻抗的影响，并且在贴片与接地板之间引入短路面，相当于在天线贴片与接地板之间形成了一个电壁，能够降低天线的谐振频率，从而可以减小天线的尺寸、展宽天线带宽；短路面的使用也减小了天线的尺寸。
HFSS 仿真结果表明，当回波损耗 S<-10dB 时，天线覆盖了～的频率范围，相对带宽达到了 %，该天线结构简单，性能良好。
关键词：微带天线；大带宽；短路面；泡沫介质层；HFSS；同轴馈电中图分类号：TN82 文献标识码：A 文章编号：1671-4792（2015）08-0110-06Abstract：This paper designs a modified wide bandwidth microstrip antenna. The antenna uses foam dielec-tric layer whose relative permittivity is close to the air. By opening a cuboid groove on the dielectric substrate, and reducing the length of the feeding probe, we can reduce the probe inductance's effect to the input impedance. And by introducing a short road between the patch and ground plate, which is equivalent to forming an electrical wall between the antenna patch and the ground plate, we can reduce the resonant frequency of the antenna, which can reduce the size and broaden the bandwidth of the antenna. HFSS simulation results show that when the return loss S<-10dB, the antenna covers the frequency range from to , with relative bandwidth reaching%. The antenna has good performance and simple structure.Keywords：Microstrip Antenna；Wide Bandwidth；Shorting Wall；Foam Dielectric Layer；HFSS；Coaxial Feed0 引言微带天线一般应用于1GHz ～50GHz，特殊的微带天线也可用于几十兆赫兹，因其具有体积小、重量轻、剖面低、易与载体共形等优点而得到广泛应用。
微带天线的基本理论和分析方法
目录摘要 (2)Abstract (3)1 绪论 (4)1.1研究背景及意义 (4)1.2国内外发展概况 (5)1.3本文的主要工作 (6)2 微带天线的基本理论和分析方法 (7)2.1 微带天线的辐射机理 (7)2.2微带天线的分析方法 (8)2.2.1传输线模型理论 (9)2.2.2 全波分析理论 (11)2.3微带天线的馈电方式 (12)2.3.1微带线馈电 (12)2.3.2同轴线馈电 (12)2.3.3口径（缝隙）耦合馈电 (13)2.4本章小结 (13)3宽带双频双极化微带天线单元的设计 (14)3.1天线单元的结构 (14)3.2天线单元的设计 (15)3.2.1介质基片的选择 (16)3.2.2天线单元各参数的确定 (16)3.3天线单元的仿真结果 (17)3.4本章小结 (18)4 结束语 (19)参考文献 (20)致谢 (22)ku波段双频微带天线的设计摘要本文的主要工作是Ku波段宽带双频双极化微带天线研究。
在微带天线的基本理论和分析方法的基础上，对微带天线的技术进行了深入的研究，设计了3种不同结构的Ku波段宽带双频微带天线单元，并完成了实验验证。
依据传输线模型理论并结合软件仿真分析了3种不同结构的天线单元在天线的带宽、隔离度和增益等性能方面的差异，并作了比较，得出了性能最佳的一种天线单元结构形式。
最后，对全文的研究工作加以总结，并提出本文进一步的研究设想。
关键词：Ku波段；双频；传输线模型；微带天线AbstractIn this paper, broadband dual-frequency and dual-polarized microstrip antenna at Ku band is described. Three kind s o f wideband dual-frequency and dual-polarized microstrip antenna element are proposed and their experimental verifications are completed which based o n the classical theory and a deeper stud y on broadband, dual-frequency and dual-polarization technique of microstrip antenna. From the transmission-line mode theory and simulative results, he bandwidth, isolation and gain characteristics of a microstrip patch element with various structures are analyzed in detail and compared, and an antenna element with the best performance is adopted. Based on the element described, four-element linear array and planar array is designed which adopted anti-phase feeding and dislocation anti-phase feeding technique, respectively. In addition, the technique of anti-phase feeding which suppresscross-polarized is further studied by using the even/odd theoretical analysis. Finally, we summarize the research of the paper with an outlook for the further researches. Key words: Ku band; dual-frequency; dual-polarized; microstrip antenna1 绪论1.1研究背景及意义近年来，随着卫星通信技术的发展和卫星通信业务及卫星移动通信的迅猛增长，以往的微波较低频段(300MHz-10GHz)已经变得拥挤不堪，因此卫星通信中开始使用Ku波段甚至Ka波段的通信以满足大信息量的需求。
超宽带微带天线的仿真与设计
超宽带微带天线的仿真与设计摘要：天线是无线电系统组成中必需的组件，它是接收以及辐射无线电波的装置。
超宽带（Ultra Wide Band，UWB）技术是一种近几年发展迅速的无线通信技术，也被叫做UWB技术。
它通过接收和发送极窄的脉冲来完成数据的传输，并且信号的带宽达到了GHz级别。
本文在阐述相关理论基础上，从一款天线入手，经过加载缝隙或者开槽设计了一种通过微带线馈电的超宽带天线。
通过使用电磁仿真软件HFSS对天线仿真，得到天线的S11、VSWR、极化方向图等参数。
并且验证了该天线覆盖的频段满足超宽带天线的设计要求。
关键字：超宽带技术；微带天线；仿真1 引言随着科学技术的不断进步，无线通信领域也随之快速发展。
无线频谱的资源是有限的，但是，人们对通信系统要求却日益增加。
因此，将可用频带拓宽就变得十分重要，而UWB技术的各种特性可以很好地解决这些问题，所以对超宽带天线的研究就变得非常有意义。
最初出现的超宽带无线电技术可以追溯到1960年左右，它当时主要是被应用于雷达检测、精确定位等其他领域，并不像当前的超宽带无线电技术被广泛地运用在通信领域。
美国国防部于1989年首次使用“超宽带”这个术语。
1992年，美国联邦通信委员会通过了一项议案。
该项议案重新定义了“超宽带”，并将3.1GHz到10.6GHz间的频段分配给了通信系统使用，允许了“超宽带”技术进入民用领域。
在此之前，该技术只有军方才能使用。
超宽带的定义方式分为绝对带宽和相对带宽两种，公式如下绝对带宽：BW=（1.1）相对带宽：（1.2）与分别表示-10dB带宽的上、下截止频率。
2基础理论概述2.1超宽带天线的性能参数下面介绍能够表征超宽带天线的一些常用性能参数，例如带宽、增益、极化等。
极化：天线的极化通俗来说指的天线工作时电流前进的方向，主要可以分为线极化和圆极化两种。
带宽：天线工作时所对应的频率范围就是天线的带宽。
一般情况下可以分为以下三种，分别是输入阻抗带宽、方向图带宽和相对带宽。
可重构微带天线及宽带圆极化微带天线研究
可重构微带天线及宽带圆极化微带天线研究一、本文概述随着无线通信技术的快速发展，微带天线作为一种重要的天线形式，因其体积小、重量轻、易于集成和制造成本低等优点，在无线通信、卫星通信、雷达系统等领域得到了广泛应用。
传统的微带天线在应对复杂多变的通信环境和需求时，其性能往往难以达到理想状态。
研究和开发具有可重构特性和宽带圆极化特性的微带天线，对于提升无线通信系统的性能、适应性和灵活性具有重要意义。
本文旨在深入研究可重构微带天线及宽带圆极化微带天线的相关理论与技术。
对可重构微带天线的设计原理和实现方法进行探讨，分析其在不同通信需求下的重构机制与性能优化。
研究宽带圆极化微带天线的设计理论和技术实现，探讨其在宽频带范围内实现稳定圆极化辐射的机理和方法。
结合实际应用场景，对可重构和宽带圆极化微带天线的性能进行仿真分析和实验验证，为无线通信系统的天线设计提供理论支持和技术指导。
本文的研究内容不仅有助于推动微带天线技术的发展，还可为无线通信系统的天线设计提供新的思路和方法。
通过深入研究和探索可重构及宽带圆极化微带天线的性能和应用，有望为未来的无线通信系统提供更加高效、灵活和稳定的天线解决方案。
二、微带天线理论基础微带天线，作为一种重要的平面天线形式，自上世纪70年代被提出以来，因其低剖面、易共形、低成本以及易于与微波集成电路集成的优点，在无线通信、卫星通信、雷达系统以及导弹和航天器等众多领域得到了广泛应用。
微带天线的设计和实现涉及到电磁场理论、传输线理论、微波网络理论等多个学科的知识。
微带天线的辐射原理可以通过传输线模型来解释。
在微带天线中，辐射贴片可以视为一段具有特定长度和宽度的传输线，其两个开路端作为辐射边。
当天线被激励时，传输线上的电磁场分布会发生变化，进而激发出辐射场。
辐射贴片上的电场分布决定了天线的辐射方向图和增益，而磁场分布则影响天线的输入阻抗和带宽。
微带天线的性能还受到介质基片的影响。
介质基片的介电常数决定了天线的工作频率和尺寸，而基片的厚度则影响天线的带宽和辐射效率。
微带天线展宽解析
对微带天线的激励方式主要分为两大类：直接馈电法和 间接馈电法。直接与贴片相接触的方法称为直接馈电法，
目前普遍采用的有同轴背馈法和微带线侧馈法。与贴片无
直接接触的激励方法就是间接馈电法，此类方法主要有： 电磁耦合法，缝隙耦合法和共面波导馈电法等。馈电技术
直接影响到天线的阻抗特性，所以也是天线设计中的一个
r
Qr 变小， Q sw 变小
Qr 变小， Q sw 变小， Qc 变大
3 各种展宽微带天线带宽的途径
一、基本途径：降低等效谐振电路Q 二、增加额外谐振点：附加寄生贴片、采用 LC谐振电路、
加载短路探针
三、附加阻抗匹配网络 四、其他途径
范列
3.1 采用介电常数较小的厚介质基板 基板厚度h的增加使得天线的辐射电导也随之增大，辐射对应的 Qr 及 总的 QT 下降；介电常数较小时，介质对场的束缚减小，易于辐射，天 线的储能减少，综合两者，天线的频带变宽。
二、枝节匹配在同轴探针馈电的微带天线中的应用
1.78GHz~2.31GHz, 26%
微带天线的E面辐射方向图
微带天线的H面辐射方向图
4.4 展宽微带天线频带的其他途径
y
采用3维V字形贴片天线
W a L x
金属片
z
Theta
b
d 0 V字形贴片 Phi
y
x
c
h2
h1
接地板
1.86GHz~5.36GHz，97%
1.95GHz~3.04GHz, 44%
E面辐射方向图
H面辐射方向图
谢谢指导！
S
1 1 1 1 1 QT Qr Qc Qd Qsw
R FID技术领域中对微带天线
B sd h r i a y g h m ls l on ot z i ds n t o cr i o t s a- a rud ii t n i , ae o ey n r n n n e lc e pm ao e g aot G ut e g ud ti l ad ee s t t i i dp P s c r a r n t av y s vn o h t B t u s r o e te n a n w a o n w s
( Tg技术, E a) - 是一种利用射频信号 读器和贴有电 在阅 子标签的目 标对象之
间通讯,以实现人们对各类物体或设备在不同状态 ( 移动或静止) 下,以及
各种恶劣环境下的自 动识别并获取相关信息的技术. FD R I技术的出现克服 了条码尺寸大, 容量小和磁卡寿命短, 容易丢失数据的不足,以其非接触,
摘 要
为适应 R D技术领域中对微带天线宽频带,小型化尤其是高辐射效 I F
率的需求, 本文以微带天线的已经成熟的理论为依据, 以软件仿真为手段, 对工作频率为 2 G z的微带贴片天线设计进行了理论与实验的探讨.主 .H 4 要工作体现在:
在进行小型圆极化的优化设计中,以理论为依据 ,探索性地在微带天
效率.
关键词 效率
R I 微带天线,宽频带,小型化, B , F D P G结构,表面波,辐射
Ab ta t sr c
I odr et dm n f i r uny dmna rao ad m ete ad wd f qec bn, iui tn n e t r o h e o e r e a i t zi n e eil h h ii eiec i R I t ho g a fl t ppr s c l i r ao fc ny FD cnl i l d h ae p ay a tn i g d f n e o c i , e e d cs s ci at n f m er d pr et w oe e t g i us t h n na t o a e em n, s o r i s e h e p e r o hy n x i h p an
微带天线的微型化和宽频化设计研究
微带天线的微型化和宽频化设计研究作者：姚勇来源：《科学与财富》2016年第16期摘要：介绍了微带天线的涵义与特点，阐述了微带天线的分析方法，在此基础上进行了微带天线的微型化和宽频化优化设计，并探讨了微带无线的参数影响。
关键词：微带天线；微型化；宽频化1 前言我国通讯行业在经济发展的过程中得到了高速的发展，而在与之相关的无线设备中，天线以其重要的地位与作用得到我们逐渐的重视。
当天线用于接收装置时，其能够有效地获取空间里相应的电磁波能量，同时把这些能量通过一定的装置转换成时变电流。
而当天线用于发射装置时，其能够把时变电流又转换成电磁波，进而向空间发射。
所以，天线对于通讯系统来说，发挥着极为关键的作用。
现阶段，各个领域内均开始逐步的应用无线通讯技术，而且不同领域所涉及的相关标准也存在一定的差异，使天线装置对于自身性能的要求不断提升，应可以进行多频段的通讯，并满足多类型的标准要求。
2 微带天线的涵义所谓的微带天线指的是将导体薄片置于相应的介质基片之上，同时基片应包含有相应的导体接地板。
微带天线是通过微带线构造来完成馈电作业。
相应的电磁波信号能够在贴片以及接电板间形成相应的电磁场，然后经由贴片和接地板之间所存在的空隙完成对外的信号辐射。
所以，我们有时也将其看成是缝隙型馈电模式。
同时，基片一般情况下其厚度远小于其所发射的波长值，所以微带天线被归类为一维小型的天线类型。
3 微带天线的特点和不足微带天线目前在我国的多个行业中均已被大量的使用，尤其是我国的飞行器制造与便携装置领域里。
和一般的微波天线比较，其自身具有相对多的参数，并且能够被设计成各种的外观与大小。
但是，微带天线也存在一定的不足，其表现如下：（1）自身的带宽有限，目前也研究了很多的修订技术。
（2）具有相对大的损耗，导致自身的工作效率不高，尤其是行波微带天线，其存在着相对大的损耗问题。
（3）单独的微带天线不具备较大的功率。
（4）微带天线所采用的基片材料会对其性能有很大的作用，受到相关技术以及工艺的约束，在大批的基片制造过程中，其不能保持很好的均匀性以及一致性，从而制约了微带天线的性能充分发挥。
微带天线展宽频带的方法研究的开题报告
微带天线展宽频带的方法研究的开题报告一、研究背景及意义随着通信技术的迅速发展，天线技术的研究越来越受到人们的重视。
微带天线以其轻便、结构简单、易于集成等优点，成为当今通信系统中使用最多的一种天线。
然而，微带天线频带窄，展宽频带是提高微带天线性能的重要手段。
因此，研究微带天线展宽频带的方法，对于提高无线通信系统的性能具有重要意义。
二、研究内容1.对微带天线展宽频带的方法进行综述，包括扩展微带天线反射面积、在微带天线上加入补偿结构、采用多重共振的方法、采用双极化技术等方法；2.通过仿真建立微带天线模型，针对一些常见的微带天线，采用这些方法进行展宽频带的研究，并对展宽效果进行比较分析；3.根据仿真结果，进一步进行实验验证，并对展宽效果进行评价和优化。
三、研究方法和技术路线1.资料收集：从学术论文、专著、网络资源等多个方面搜集和整理与微带天线展宽频带方法相关的研究资料；2.仿真研究：采用专业仿真软件如HFSS等，建立微带天线模型进行展宽频带的仿真研究；3.实验验证：设计并制作微带天线样机，通过实验验证仿真结果，并对展宽效果进行评价和优化；4.结果分析：将仿真和实验数据进行比较分析，确定最终的微带天线展宽频带方法。
四、预期研究结果和创新点1.整合和归纳微带天线展宽频带的方法，为业界提供可供参考的研究资料；2.采用多种方法对不同类型的微带天线进行展宽频带的仿真和实验研究，获得不同方法在不同类型微带天线上的效果；3.对研究结果进行比较分析，确定最优的微带天线展宽频带方法，为微带天线的应用提供技术保障；4.提高微带天线的性能，实现微带天线在通信系统中的更广泛应用。
五、研究难点微带天线频带窄，展宽频带是一项技术难点。
要实现频带的展宽，需要在保持天线性能的前提下增加天线反射面积、加入补偿结构、采用多重共振的方法、采用双极化技术等方法。
不同方法在不同类型的微带天线上的效果不尽相同，选择最佳的展宽方法是本研究的难点之一。
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基于微带天线的带宽展宽方法研究
作者：杨洲商锋
来源：《数字技术与应用》2012年第12期
从而，微带天线的频率带宽展宽就成为了一项需要深思熟虑的工作。
特别的，微带天线的带宽可以通过馈电网络来展宽到一个充足的宽度。
但是这种通过威尔金森功率分配器的隔离电阻来吸收反射波进而展宽带宽的方法并不是真正意义上的对微带天线频段的展宽。
在本文中，描述了一种通过使用馈电点位置和由馈电点位置激励起的两个模的方法。
通过两个模之间的谐振频率的关系，使得微带天线的电压驻波比在一个特定范围内低于其特定值，从而达到展宽带宽的目的。