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

1.1 微带天线的馈电技术
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

man r i a fl ws i wok s l : s o o
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。

微带天线的分析和宽频带设计

1、采可以增加天线的带宽。这是因为多层结构可以提供更多的谐振腔体，从而产生更多的谐振频率点。此外，通过在各层之间添加适当的阻抗变换器，可以进一步扩展带宽。
2、采用多频带工作
通过设计多个独立谐振频率的微带天线，可以实现多频带工作。例如，可以采用多个贴片或多个地面结构来产生多个谐振频率。这种方法可以在不同频率范围内获得良好的辐射特性，从而实现宽频带工作。
3、采用可调谐谐振器
通过采用可调谐的材料或结构，可以改变微带天线的谐振频率。例如，可以采用压电材料或磁性材料来实现频率调谐。这种方法可以在不同频率范围内获得良好的辐射特性，从而实现宽频带工作。
4、采用超材料技术
通过采用超材料技术，可以设计出具有特殊电磁特性的微带天线。例如，可以采用超材料结构来增强天线的带宽或改变天线的辐射方向图。这种方法可以在不同频率范围内获得良好的辐射特性，从而实现宽频带工作。
一、宽频带微带天线的理论基础
微带天线的带宽主要受限于其辐射单元的尺寸和形状。为了提高微带天线的带宽，可以从以下几个方面进行考虑：
1、增加辐射单元的尺寸：辐射单元的尺寸增加可以有效地减小表面波的传播长度，从而扩展天线的带宽。然而，这也会导致天线的尺寸增大，因此在设计时需要权衡尺寸和带宽的关系。
二、微带天线的宽频带设计
宽频带设计是指通过调整天线的设计参数，使其在宽频率范围内保持稳定的性能。对于微带天线来说，宽频带设计是一项重要的挑战，因为微带天线的带宽通常很窄。
1、调整几何结构：通过改变导体片的形状和尺寸，可以影响微带天线的带宽。例如，可以增加导体片的面积或调整导体片的边缘曲线，以改变电流分布和辐射阻抗，从而增加带宽。
3、阻抗：天线的阻抗是指电流在天线中流动时遇到的电阻。阻抗与天线的辐射效率和稳定性密切相关。计算阻抗通常需要考虑天线的工作频率、形状和尺寸，以及周围环境的介电常数和磁导率等因素。

宽带微带天线技术的探讨

宽带微带天线技术的探讨摘要：随着现代通信和雷达技术的飞速发展，宽频带技术已经成为当前微带天线的研究重点。

概述了微带天线实现宽频带所采用的主要措施及各自的优缺点，并介绍了分析方法以及目前常用的设计软件。

关键词：微带天线；宽频带；雷达；通信近些年来,天线作为通信、广播、雷达、制导等无线电应用系统的关键设备在功能、设计及制造工艺上都发生了巨大变化。

尤其微带天线以他重量轻、可共形、易集成、便于匹配等优点获得了更多青睐。

尤其在移动通信和个人通信中，微带天线的地位在将来的发展中将无可比拟。

然而，一般单层微带天线的带宽只有0.7%～7%，频带窄这一主要缺点又制约了他的发展。

目前，很多的研究人员致力于展宽微带天线的带宽采用了各种方法，使得天线单元的带宽达到了13%，16%，25%甚至40%（SWR<21宽带微带天线的发展概况和动态目前，微带天线的宽带技术有以下几种：1.1采用特殊材料的介质基片微带天线阻抗频带窄的根本原因在于他是一种谐振式天线，他的谐振特性犹如一个高Q 并联谐振电路。

因此，展宽频带的基本途径是降低等效谐振电路的Q值。

这样，可以采取增大基片厚度，降低基片的介电常数εr等方法实现。

由于因辐射引起的Q值几乎与电厚度h／λ成反比，所以加厚基片是展宽频带的有效手段，但是基片加厚过大会引起表面波的明显激励。

降低εr可以将带宽扩至1～2倍，同时可以减小表面波的影响，但要求馈线宽，需抑制辐射损耗的加大。

目前，一个不常用但非常简单的降低Ｑ值的方法是采用大损耗基片或附加有耗材料。

例如用铁氧体材料作基片可以明显展宽频带，且使贴片尺寸大为减小即实现了小型化，但由于损耗大，其效率很低［1］1.2附加阻抗匹配网络这种方法实际上并不属于天线本身的问题，而是属于馈线匹配问题。

由于线极化微带天线的工作带宽主要受其阻抗带宽限制，因此采用馈线匹配技术就能使他工作于较宽频域上。

例如采用简单的双枝节匹配技术，可将带宽增大至2倍左右。

微带天线文献综述

微带天线文献综述一．微带天线的研究背景1.概述微带贴片天线是微带天线中最常见的形式，它是七十年代初期研制成功的一种新型天线。

它由带导体接地板的介质基片上贴加导体薄片形成。

通常利用微带线或同轴线一类馈线馈电，使在导体贴片与接地板之间激励产生射频电磁场，并通过贴片四周与接地板之间的缝隙向外辐射。

其基片厚度与波长相比一般很小，因而它实现了一维小型化。

和常用的微波天线相比,它有如下一些优点:体积小,重量轻,低剖面,能与载体共形,制造简单, 成本低;电器上的特点是能得到单方向的宽瓣方向图,最大辐射方向在平面的法线方向,易于和微带线路集成,易于实现线极化或圆极化。

相同结构的微带天线可以组成微带天线阵,以获得更高的增益和更大的带宽。

因此微带贴片天线得到愈来愈广泛的重视。

2.微带天线的历史背景在十九世纪八十年代，赫兹用天线成功地接受到了电磁波，之后，天线技术迅猛发展，日趋成熟。

利用微带线的辐射来制成微带微波天线的概念最早由德尚（G.A.Deschamps）教授在1935 年提出，在1995 年由法国Gutton 和Baissinot 发表了专利。

微带天线是一种随系统对天线的要求而发展起来的典型的低剖面、平板结构的天线，但是因为没有较好的微波介质材料，所以在随后的近年里对此只有零星的研究，当时人们只是把微带结构作为波导元器件的一种小、薄、轻又低廉的替代品。

70 年代期间，由于获得了具有低损耗正切特性和有吸引力的热特性及机械特性的良好基片，改进的照相平板印刷技术和更好的理论模型，使微带天线取得突破性进展。

最早的微带天线是Howell 和Munson 在二十世纪七十年代初期研制成的。

之后，世界各国的研究人员对微带天线的贴片形状、馈电技术、基板构造和阵列排列等方面作了大量的研究，微带天线无论在理论与应用的深度上和广度上都获得了进一步的发展。

如今，微带天线以其重量轻、体积小、成本低、共形结构、以及与集成电路兼容等优点，成为天线家族中充满生命力的一个分支，最适宜于航空和车载应用。

《基于电磁超材料的微带天线与MIMO天线性能改善研究》范文

《基于电磁超材料的微带天线与MIMO天线性能改善研究》篇一一、引言随着无线通信技术的快速发展，天线作为无线通信系统中的关键部分，其性能的优劣直接影响到整个系统的性能。

微带天线因其体积小、重量轻、低剖面等优点被广泛应用于无线通信领域。

然而，其带宽窄、效率低等问题也限制了其应用范围。

近年来，电磁超材料的发展为改善微带天线的性能提供了新的思路。

本文旨在研究基于电磁超材料的微带天线与MIMO（多输入多输出）天线的性能改善，以提高无线通信系统的整体性能。

二、电磁超材料与微带天线的结合电磁超材料是一种具有特殊电磁性质的人工复合材料，其具有负介电常数和负磁导率等特性，能够有效改变电磁波的传播行为。

将电磁超材料与微带天线结合，可以改善微带天线的辐射性能，提高其带宽和效率。

本文提出了一种基于电磁超材料的微带天线结构。

在该结构中，将电磁超材料置于微带天线的辐射贴片与接地平面之间，利用电磁超材料的特殊性质，有效调整电磁波的传播路径，从而改善微带天线的辐射性能。

通过仿真和实验验证，该结构能够有效提高微带天线的带宽和效率，降低天线的高度。

三、MIMO天线性能改善研究MIMO技术通过在发送端和接收端使用多个天线，能够提高无线通信系统的传输速率和可靠性。

然而，MIMO天线系统中存在的信道间干扰问题会影响其性能。

本文将基于电磁超材料的微带天线应用于MIMO天线系统中，以改善其性能。

在MIMO天线系统中，采用基于电磁超材料的微带天线作为天线单元。

通过合理布局和优化天线单元的间距、极化方式等参数，可以有效降低信道间干扰，提高MIMO天线的传输速率和可靠性。

同时，利用电磁超材料的特殊性质，还可以进一步优化MIMO天线的辐射性能，提高其整体性能。

四、实验结果与分析本文通过仿真和实验验证了基于电磁超材料的微带天线与MIMO天线的性能改善效果。

在微带天线方面，通过将电磁超材料与微带天线结合，有效提高了天线的带宽和效率，降低了天线的高度。

在MIMO天线方面，通过优化天线单元的布局和参数，降低了信道间干扰，提高了传输速率和可靠性。

微带天线展宽

1.2 微带天线的馈电技术
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重要组成部分.
2 微带天线的分析方法
传输线模型(TLM—Transmission Line Model) :最早出现的也最简单,把微带天线的分析简化为一维传输线问题主要应用于矩形贴片腔模理论(CM-Cavity Model) :是在对微带谐振腔分析的基础上发展起来的 ,发展到基于二维边值问题的求解 ,可用于各种规则贴片积分方程法(IEM-Integral Equation Method),即全波(FW-Full Wave)分析理论:最为复杂也是最精的,计入第三维的变化,可用于各种结构, 任意厚度的微带天线,然而要受到计算模型的精度和机时的限制
一,X波段微带阵列的设计波段微带阵列的设计二,S波段微带阵列的设计波段微带阵列的设计
25mm, 75mm
三,综合分析
800MHz , 8.48GHz～9.28GHz ,
8.9GHz
X波段阵列E面辐射方向图
X波段阵列H面辐射方向图
20MHz 中心频率:2.75GHz,
11MHz 中心频率:3.01GHz
75
50
50
120mm
三,综合分析
8.52GHz～9.3GHz, 780MHz
8.9GHz
X波段阵列E面辐射方向图
X波段阵列H面辐射方向图
1.62GHz～1.67GHz, 50M

宽带微带天线技术的探讨概要

宽带微带天线技术的探讨摘要：随着现代通信和雷达技术的飞速发展，宽频带技术已经成为当前微带天线的研究重点。

概述了微带天线实现宽频带所采用的主要措施及各自的优缺点，并介绍了分析方法以及目前常用的设计软件。

关键词：微带天线；宽频带；雷达；通信近些年来,天线作为通信、广播、雷达、制导等无线电应用系统的关键设备在功能、设计及制造工艺上都发生了巨大变化。

尤其微带天线以他重量轻、可共形、易集成、便于匹配等优点获得了更多青睐。

尤其在移动通信和个人通信中，微带天线的地位在将来的发展中将无可比拟。

然而，一般单层微带天线的带宽只有0.7%～7%，频带窄这一主要缺点又制约了他的发展。

目前，很多的研究人员致力于展宽微带天线的带宽采用了各种方法，使得天线单元的带宽达到了13%，16%，25%甚至40%（SWR<2）。

1宽带微带天线的发展概况和动态目前，微带天线的宽带技术有以下几种：1.1采用特殊材料的介质基片微带天线阻抗频带窄的根本原因在于他是一种谐振式天线，他的谐振特性犹如一个高Q 并联谐振电路。

因此，展宽频带的基本途径是降低等效谐振电路的Q值。

这样，可以采取增大基片厚度，降低基片的介电常数εr等方法实现。

由于因辐射引起的Q值几乎与电厚度h／λ成反比，所以加厚基片是展宽频带的有效手段，但是基片加厚过大会引起表面波的明显激励。

降低εr可以将带宽扩至1～2倍，同时可以减小表面波的影响，但要求馈线宽，需抑制辐射损耗的加大。

目前，一个不常用但非常简单的降低Ｑ值的方法是采用大损耗基片或附加有耗材料。

例如用铁氧体材料作基片可以明显展宽频带，且使贴片尺寸大为减小即实现了小型化，但由于损耗大，其效率很低［1］。

1.2附加阻抗匹配网络这种方法实际上并不属于天线本身的问题，而是属于馈线匹配问题。

由于线极化微带天线的工作带宽主要受其阻抗带宽限制，因此采用馈线匹配技术就能使他工作于较宽频域上。

例如采用简单的双枝节匹配技术，可将带宽增大至2倍左右。

可重构微带天线及宽带圆极化微带天线研究的开题报告

可重构微带天线及宽带圆极化微带天线研究的开题报告一、研究背景及意义：微带天线是一种广泛应用于现代通信系统中的重要天线，其具有体积小、结构简单、易于制造、安装调整方便等优点，因此逐渐被广大工程技术人员所青睐。

在许多应用领域中，我们需要一种高性能的微带天线，来满足快速通信、高数据流量和广阔的覆盖范围等要求。

但是传统的微带天线为单一天线结构，无法同时实现多种性能指标的优化，如可重构性和宽带圆极化性能等。

因此，如何设计一种高性能、多功能的微带天线，成为了当前的研究热点。

本研究旨在研究可重构微带天线及宽带圆极化微带天线的设计优化方法及其性能测试方法，为今后微带天线的应用提供有效的解决方案，并且有重要的学术和工程应用意义。

二、研究内容：1. 研究可重构微带天线的设计原理，分析当前主流可重构微带天线的优缺点，提出改进设计方案，并进行仿真分析。

2. 研究宽带圆极化微带天线的设计原理，分析当前主流宽带圆极化微带天线的优缺点，提出改进设计方案，并进行仿真分析。

3. 提出一种结合可重构性和宽带圆极化性能的微带天线设计方案，进行仿真与性能测试，验证该方案在多种工作模式下的性能优势。

4. 实验验证所提出的微带天线设计方案的可行性，包括天线的制备工艺、可重构性能、宽带圆极化性能等方面，获得实验数据并对其进行性能分析。

5. 对所提出的微带天线设计方案与传统天线进行性能对比，分析其在雷达、导航等领域的应用前景。

三、研究方法：1.文献调研与理论分析法：调研和分析当前微带天线的发展历程和设计思路，分析可重构微带天线和宽带圆极化微带天线的设计原理，找出其优缺点。

2.仿真软件：使用仿真软件（如CST、HFSS等）进行可重构微带天线及宽带圆极化微带天线的数值仿真优化，讨论不同工作模式下的优化方案。

3.制备工艺：进行天线制备工艺研究，熟练掌握各种制备工艺（如PCB制作、印刷等），保证实验的可行性与可重复性。

4.性能测试：对所制备的微带天线样品进行可重构性能、宽带圆极化性能的测试，并对实验数据进行处理与分析。