同轴馈电矩形微带天线设计与分析 2
矩形微带天线设计与分析
矩形微带天线设计与分析万聪，沈诚诚, 王一平2011级通信2、4班沈诚诚：主要负责资料准备与整理王一平：主要负责论文的格式与后期资料扩充万聪：主要负责设计模型三人共同学习hfss软件设计模型，共同参与讨论编写论文，发扬团结合作的精神，克服所遇到问题，完成好老师布置的作业。
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。
本文介绍了一种谐振频率为2.45GHz，天线输入阻抗为50Ω的使用同轴线馈电的矩形微带天线。
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，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。
通过HFSS 13.0软件对该天线进行仿真、优化，最终得到最佳性能。
关键词：微带天线、谐振频率、HFSSAbstract: the microstrip antenna has attracted wide attention from related fields withthe advantages of small volume, light weight, low profile, unique, a lot of radio equipment has been widely applied in broad frequency range 1OOMHz - 1OOGHz of the. This paper introduces a 2.45GHz resonant frequency, input impedance of the antenna for the rectangular microstrip antenna using a 50 ohm coaxial feed. This paper gives a detailed design process: according to the theory of empirical formula calculated the size of rectangular microstrip antenna, then modeling and Simulation in HFSS, repeated adjustment according to the simulation results of the antenna size, until the simulation results in the center frequency antenna can not depart from the 2.44GHz to stop. The inherent defects of microstrip antenna is narrow, narrow band it is mainly affected by the size, in the premise of not changing the antenna center frequency, through a combination of theoretical formula and simulation software, the reasonable size of microstrip antenna. The antenna is simulated by HFSS 13 software, optimization, and ultimately get the best performance.Keywords: microstrip antenna, resonant frequency, HFSS1．前言微带天线的概念首先是由Deschamps于1953年提出来的。
矩形微带天线
一.微带天线简介微带天线的概念首先是有Deschaps于1953年提出来的，经过20年左右的发展，Munson和Howell于20世纪70年代初期造出了实际的微带天线。
微带天线由于具有质量轻、体积小，易于制造等优点，现今已经广泛应用于个人无线通信中。
上图是一个简单的微带贴片天线的结构，由辐射元、介质层和参考地三部分组成。
与天线性能相关的参数包括辐射元的长度L、辐射元的宽度W、介质层的厚度h、介质的相对介点常数ε和损耗正切tanδ、介质的长度LG和宽度WG。
图中所示的天线是采用微带线来馈电的，本次我要设计的矩形微带贴片天线采用的是同轴线馈电，也就是将同轴线接头的内芯线穿过参考地和介质层与辐射元相连接。
对于矩形贴片微带天线，理论分析时采用传输线模型来分析其性能。
矩形贴片微带天线的工作模式是TM 10模，意味着电场在长度L 方向上有λg /2的改变，而在宽度W 方向上保持不变，如图所示，在长度方向上可以看成有两个终端开路的缝隙辐射出电磁能量，在宽度方向的边缘由于终端开路，所以电压值最大电流值最小。
从图中可以看出微带线边缘的电场可以分解成垂直参考地的分量和平行于参考地的分量两部分，两个边缘的垂直电场分量大小相等、方向相反，平行电场分量大小相等、方向相反；因此，远区辐射电场垂直分量相互抵消，辐射电场平行于天线表面。
假设矩形贴片的有效长度设为L e ，则有L e =λg /2式中，λg 表示导波波长，有λg =λ0/ε式中，λ0表示自由空间波长；εe 表示有效介电常数，且εe =21)121(2121-+-++w h εε式中，εr 表示介质的相对介电常数；h 表示介质厚度；w 表示微带贴片的宽度。
因此，可计算出矩形贴片的实际长度L ，有L=L e -2ΔL=λ0/e ε-2ΔL=2102-ef c εΔL 式中，c 表示真空中的光速；f 0表示天线的工作频率；ΔL 表示等效的辐射缝隙的长度，且有ΔL=0.412h()()()()8.0264.0258.03.0++-+h W h W εε 矩形贴片的宽度W 可以由下式计算，W=212102-⎪⎭⎫ ⎝⎛+εf c对于同轴线馈电的微带贴片天线，在确定了贴片长度L 和宽度W 之后，还需要确定同轴线馈点的位置，馈点的位置会影响天线的输入阻抗。
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2同轴馈电矩形微带天线设计与分析2首先，我们来看一下同轴馈电矩形微带天线的结构。
该天线由一个矩形微带辐射片和一根同轴馈线组成。
矩形微带辐射片通常是由导电材料制成，可以是金属或导电涂料。
同轴馈线则由内导体、绝缘层和外导体组成，在馈线的一端与微带辐射片相连接。
在设计同轴馈电矩形微带天线时，我们首先需要确定天线的工作频率。
一般来说，天线的工作频率应根据具体的应用需求来确定。
例如，在无线通信系统中，我们需要根据通信频段来选择天线的工作频率。
确定了工作频率后，我们可以根据相关的天线设计公式来计算出天线的尺寸。
接下来，我们来详细介绍同轴馈电矩形微带天线的尺寸计算。
首先，我们需要确定天线的工作波长。
根据光速和工作频率的关系，可以得到工作波长的值。
然后，我们可以使用一些经验公式来计算矩形微带辐射片的尺寸。
例如，对于矩形微带辐射片的长度L，可以使用公式L=λ/2来计算，其中λ为工作波长。
而对于矩形微带辐射片的宽度W，可以使用公式W=c/(2*f*ε_r)^0.5来计算，其中c为光速，f为工作频率，ε_r为绝缘层的相对介电常数。
当得到了矩形微带辐射片的尺寸后，我们还需要计算同轴馈线的尺寸，以确保天线的匹配性能。
在天线设计完成后，我们可以使用一些电磁仿真软件来对天线的性能进行分析。
常用的电磁仿真软件有CST、HFSS等。
使用这些软件，我们可以模拟天线在不同频率下的辐射模式、驻波比等性能指标。
通过对仿真结果的分析，我们可以优化天线的设计，以达到更好的性能。
此外，我们还可以通过实验的方法对天线的性能进行验证。
在实验中，我们可以测量天线的辐射功率、驻波比、增益等性能指标，并与仿真结果进行比较。
通过实验的验证，我们可以对天线的设计是否满足需求进行确认，并进一步优化设计。
综上所述，同轴馈电矩形微带天线的设计与分析是一个复杂而又有趣的过程。
通过合理的设计和分析，我们可以得到性能优良的天线结构，以满足无线通信和雷达系统的需求。
HFSS矩形微带贴片天线的仿真设计报告
HFSS矩形微带贴片天线的仿真设计报告HFSS（High Frequency Structure Simulator）是一种常用于高频电磁场仿真的软件，可用于设计和优化天线等高频器件。
本文将对矩形微带贴片天线的仿真设计进行详细分析和报告。
1.研究目的本次仿真设计旨在设计一种结构简单、性能优越的矩形微带贴片天线。
希望通过HFSS软件的仿真分析，优化天线的频率特性、增益和辐射方向性。
2.设计细节首先，选择一种合适的基底材料和贴片形状。
常用的基底材料有FR-4、Rogers等，贴片形状一般选择矩形。
基于实际需求和设备限制，确定天线的工作频率范围和增益要求。
其次，根据工作频率计算出天线的尺寸。
根据微带天线的原理，通过公式计算出贴片的长度、宽度和介电常数。
可以利用尺寸调整和电气长度来调整频率响应和阻抗匹配。
然后，进行天线的仿真设计。
在HFSS软件中，建立仿真模型并进行电磁场分析。
可以通过调整尺寸、形状和介电常数等参数，优化天线的性能指标。
可以通过频率扫描和图形分析等方法，获得天线的频率响应、辐射特性、增益和辐射方向性等。
最后，评估和优化设计结果。
根据仿真结果对天线的性能进行评估，并进行合理的优化调整。
可以根据需求对天线的尺寸、形状和工艺参数进行调整，以达到最佳的性能指标。
3.仿真结果与分析通过分析仿真结果，可以总结出矩形微带贴片天线的设计优缺点：优点：1)结构简单，制造工艺成熟，易于实现和集成；2)在工作频率范围内具有较高的增益和辐射方向性；3)相对比较小的尺寸，适合应用于小型设备和多天线系统中。
缺点：1)工作频率受贴片尺寸和介电常数的影响较大，需要精确的尺寸控制和阻抗匹配设计。
4.结论与展望本文基于HFSS软件进行了矩形微带贴片天线的仿真设计和分析。
通过优化调整尺寸、形状和介电常数等参数，设计出了一种具有较高增益和辐射方向性的天线结构。
仿真结果表明，该设计满足了实际需求和性能指标。
然而，本文的仿真设计还存在一些改进空间。
微带天线馈电方法的研究-边馈、同轴探针、耦合馈电
第一章论文设计研究背景1.1微带天线的发展1.1.1天线天线是作无线电波的发射或接收用的一种金属装置(如杆、线或线的排列)。
在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。
无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。
此外，在用电磁波传送能量方面，非信号的能量辐射也需要天线。
一般天线都具有可逆性，即同一副天线既可用作发射天线，也可用作接收天线。
同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。
这就是天线的互易定理。
天线的分类：①按工作性质可分为发射天线和接收天线。
②按用途可分为通信天线、广播天线、电视天线、雷达天线等。
③按工作波长可分为超长波天线、长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线，微波天线等。
④按结构形式和工作原理可分为线天线和面天线等。
描述天线的特性参量有方向图、方向性系数、增益、输入阻抗、辐射效率、极化和频率。
天线按维数来分可以分成两种类型：一维天线和二维天线一维天线由许多电线组成，这些电线或者像手机上用到的直线，或者是一些灵巧的形状，就像出现电缆之前在电视机上使用的老兔子耳朵。
单极和双级天线是两种最基本的一维天线。
二维天线变化多样，有片状（一块正方形金属）、阵列状（组织好的二维模式的一束片），还有喇叭状，碟状。
1.1.2微带天线微带天线是近30年来逐渐发展起来的一类新型天线。
早在1953年就提出了微带天线的概念，但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，真正的发展和使用是在70年代。
常用的一类微带天线是在一个薄介质基(如聚四氟乙烯玻璃纤维压层)上，一面附上金属薄层作为接地板，另一面用光刻腐蚀等方法作出一定形状的金属贴片，利用微带线和轴线探针对贴片馈电，这就构成了微带天线。
当贴片是一面积单元时，称它为微带天线；若贴片是一细长带条则称其为微带阵子天线。
图1所示为一基本矩形微带天线元。
长为L，宽为W2的矩形微带天线元可看作一般低阻传输线连接两个辐射缝组成。
微带天线的设计和阻抗匹配
微带天线的设计和阻抗匹配微带天线是一种广泛应用于无线通信领域的新型天线。
它具有体积小、重量轻、易于集成等优点，因此特别适合于现代通信系统的应用。
本文将详细介绍微带天线的原理、设计思路、阻抗匹配方法以及实验验证等方面的内容。
微带天线是在介质基板上制作的一种天线。
它主要由辐射元和传输线组成，通过在介质基板上印制金属导带，形成辐射元和传输线，利用电磁波的辐射和传播特性实现天线的功能。
由于辐射元和传输线都印制在介质基板上，因此微带天线具有体积小、重量轻、易于集成等优点。
选择合适的介质基板，根据需要选择介电常数、厚度、稳定性等参数；在介质基板上印制金属导带，形成辐射元和传输线；根据设计要求，对金属导带进行形状和尺寸的调整；为提高天线的性能，需要进行阻抗匹配等调试；选取合适的材料：根据应用场景和设计要求，选择合适的介质基板和金属材料；设计形状和尺寸：根据天线设计的原理，设计合适的辐射元和传输线形状，以及其尺寸大小；考虑天线的抗干扰能力：为提高天线的性能，需要采取措施提高天线的抗干扰能力，如设置保护区、采用滤波器等。
微带天线的阻抗匹配是实现天线高效辐射的关键环节。
通常情况下，微带天线的阻抗不是纯电阻，而是具有一定的电抗分量。
为了使天线与馈线之间实现良好的阻抗匹配，通常采用以下方法：改变馈线的特性阻抗：通过调整馈线的几何形状、材料等参数，改变馈线的特性阻抗，使其与天线的阻抗相匹配；添加电阻、电容等元件：在馈线与天线之间添加适当的电阻、电容等元件，以调整天线的阻抗，实现阻抗匹配；采用分步匹配：通过在馈线与天线之间设置适当的阶梯状阻抗，逐渐接近天线的阻抗，从而实现良好的阻抗匹配。
为了验证微带天线的性能和阻抗匹配的效果，通常需要进行实验测试。
实验测试主要包括以下步骤：搭建测试平台：根据需要搭建测试平台，包括信号源、功率放大器、接收机等；连接测试平台：将微带天线与测试平台连接，确保稳定的信号传输；调整阻抗匹配：根据实验结果，对天线的阻抗匹配进行微调，以获得最佳的性能；进行测试：在不同的频率、距离等条件下进行测试，收集数据并进行分析；结果分析与讨论：根据实验数据进行分析和讨论，评估微带天线的性能和阻抗匹配的效果。
基于HFSS矩形微带天线仿真与设计
基于HFSS矩形微带天线仿真与设计【摘要】本文基于HFSS软件，对矩形微带天线进行仿真与设计，通过分析HFSS仿真原理和矩形微带天线设计原理，提出了HFSS仿真与设计流程。
对参数进行优化分析，进行性能评估与实验结果比对。
最后总结了HFSS矩形微带天线的仿真与设计，展望未来研究方向，探讨研究成果的应用前景。
该研究意义重大，可以为微带天线的设计与应用提供重要参考，推动通信领域的发展。
【关键词】矩形微带天线、HFSS仿真、设计、原理、流程、参数优化、性能评估、实验结果、总结、展望、研究成果、应用。
1. 引言1.1 研究背景矩形微带天线是一种常见的微波天线类型，在通信领域有着广泛的应用。
随着通信技术的发展和应用，对天线设计的要求也越来越高。
研究人员对矩形微带天线的性能进行优化和改进，以满足不同应用场景的需求。
在这种背景下，基于HFSS仿真技术的矩形微带天线设计成为了一个热门的研究方向。
HFSS是一种常用的高频电磁场仿真软件，能够较为准确地模拟微波元器件的电磁场分布和特性。
通过HFSS仿真可以快速评估不同设计参数对矩形微带天线性能的影响，为设计优化提供有力支撑。
本研究旨在通过HFSS仿真与设计，对矩形微带天线进行参数优化分析，并对其性能进行评估与实验验证。
通过探究HFSS矩形微带天线的仿真与设计流程，为进一步优化微波天线设计提供参考。
本研究将结合理论分析与实验结果，总结HFSS矩形微带天线的仿真与设计经验，并展望未来对矩形微带天线设计的进一步研究方向。
1.2 研究意义通过对矩形微带天线的仿真与设计研究，可以深入理解天线的工作原理和特性，为设计更加优秀的微带天线提供理论支持。
通过参数优化分析和性能评估，可以提高矩形微带天线的性能，并且在实际工程中实现更好的应用效果。
矩形微带天线的仿真与设计研究也有助于推动天线技术的发展，促进通信技术的进步和应用场景的拓展。
本文研究的矩形微带天线仿真与设计对于推动通信技术和天线技术的发展具有重要的意义，有助于提高微带天线的性能和应用效果，同时也为相关领域的研究和实际应用提供了理论支持和实用价值。
一种小型同轴馈电微带贴片天线设计
通信与信息处理Communication and Information Processing《自动化技术与应用》2020年第39卷第6期Techniques of Automation &Applications一种小型同轴馈电微带贴片天线设计常会清,彭玉峰,韩雪云,张毅（河南师范大学，河南新乡453007）摘要:现代通讯产品向小型化的趋势发展，对作为射频端的收发天线的尺寸也有了一定的要求，本文在一种基于同轴馈电的矩形微带天线的基础上，采用对天线贴片进行切口处理的方法，并通过天线仿真优化软件HFSS 设计了一款微带天线，该天线在频率6.90GHz 产生谐振，在谐振点上回波损耗值为-39.13dB,通过仿真分析，对应的10dB 回波损耗带宽为2.46%（6.82～6.99GHz），该天线尺寸为14mm×14mm×1.6mm，该天线结构简单，加工调试方便，且达到了小型化的要求，具有很好的应用前景。
关键词:同轴馈电；微带天线；回波损耗中图分类号：TN823文献标识码:A文章编号:1003-7241(2020)06-0072-03The Design of Microstrip Patch Antenna Based on Small Coaxial FeedCHANG Hui -qing,PENG Yu -feng,HAN Xue -yun,ZHANG Yi(Henan Normal University,Xinxiang 453007China )Abstract:Modern communication products are developing towards miniaturization,and there are certain requirements for the size ofthe transmitting and receiving antennas as the RF end.In this work,a rectangular microstrip antenna based on coaxial feed is proposed with the method of cutting antenna patch,is simulated and designed by HFSS which is a software for emulat-ing antennas.The antenna generates resonance at a frequency of 6.9GHz,The return loss value at the resonance point is -39.13dB,the bandwidth is 2.46%(6.82~6.99GHz)at return loss 10dB.The antenna size is only 14mm×14mm×1.6mm,The structure of the antenna is simple ，miniaturization can be achieved and easily debugged with low cost and widely used.Key words:coaxial feed;microstrip antenna;return loss收稿日期:2019-08-071引言天线是无线通信中的核心部件之一，天线的性能直接决定着通信终端能否与外界建立起正常的通讯[1]，现代电路要求天线具有小型化，一类是基于Sierpinski 结构分形[2-4]的小型化贴片天线、Giuseppe Peano 几何分型[5-7]小型化天线使相对频带有所增加；另一类是加载电阻、电容和电感等元件[8-9]，或是加载接地针[10]来改变天线的表面电流的分布情况，实现天线的小型化。
同轴馈电矩形微带天线设计发展背景
同轴馈电矩形微带天线设计发展背景同轴馈电矩形微带天线是一种广泛应用于通信系统中的高性能天线。
它的设计发展背景可以追溯到二十世纪六十年代，当时人们对于微带天线的研究刚刚起步。
由于微带线结构简单、容易制作，并且具有较宽的频带和良好的辐射特性，成为了当时研究的热点之一。
然而，由于直接用同轴电缆馈电的矩形微带天线存在一些问题，如高阻抗不匹配和辐射效率不高等，使得其应用受到了一定的限制。
为了克服这些问题，人们开始对同轴馈电矩形微带天线进行了进一步的研究和改进。
首先，他们发现通过在微带线结构上添加“配重块”，可以有效地提高天线的辐射效率，并且能够减小高阻抗不匹配的问题。
这种方法不仅简单易行，而且成本低廉，因此被广泛采用。
随着科技的不断发展，人们对通信系统的要求也越来越高。
矩形微带天线逐渐成为热门的研究对象。
为了进一步提高天线的性能，研究人员开始尝试采用新的设计方法和材料。
例如，他们引入了厚度补偿技术，通过改变微带线的宽度和介质层的厚度来实现天线的宽带性能。
此外，还有一些研究者提出了使用复合材料来提高天线的性能，如采用具有较高介电常数的低损耗聚合物填充加工技术，以提高天线的增益和辐射效率。
近年来，随着无线通信的快速发展，同轴馈电矩形微带天线在移动通信、雷达系统、航空航天等领域的应用越来越广泛。
为了适应不同应用场景的需求，研究人员开始关注天线性能在多频段和宽带方面的优化。
他们通过调整天线结构参数、改变馈电方式、引入新的材料等手段，不断提高天线的频带扩展能力和辐射效率。
总之，同轴馈电矩形微带天线的设计发展经历了多个阶段。
从最初的简单结构到现今的高性能天线，其进化离不开科技的进步和对通信系统性能要求的不断提高。
未来，我们可以期待更多创新的设计方法和材料的应用，以进一步提升同轴馈电矩形微带天线的性能，满足不断变化的通信需求。
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，达到了频段范围内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，前者需要在介质层内增加金属片来实现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。
同轴馈电矩形微带天线
同轴馈电矩形微带天线同轴馈电矩形微带天线⼀、实验⽬的1.熟悉同轴馈电矩形微带天线的辐射机理2.学会估算馈电点的位置⼆、实验原理同轴线馈电的矩形微带天线结构下图所⽰，其辐射贴⽚尺⼨和微带线馈电的辐射贴⽚尺⼨⼀致。
在阻抗匹配⽅⾯，使⽤同轴线馈电时，在主模TM10⼯作模式下，馈电点在矩形辐射贴⽚长度L⽅向边缘处（X= ±L/2)的输⼊阻抗最⾼，约为 100Ω-400Ω。
馈电点在宽度w⽅向的位移对输⼊阻抗的影响很⼩，但在宽度⽅向上偏离中⼼位置时，会激发了TM1n模式，增加天线的交叉极化辐射，因此，宽度⽅向上馈电点的位置⼀般取在中⼼点（y=0);⽽在辐射贴⽚的⼏何中⼼点（x=0，y=0)处的输⼊阻抗则为0，亦即此时⽆法激发TM10模式。
在y=0时，x轴上的阻抗分布下式可以直接近似计算出输⼊阻抗为50n时的馈电点的置为：式中：本次设计为中⼼频率为2.45GHz的矩形微带天线，并给出其天线参数。
介质基⽚采⽤厚度为1.6mm的FR4环氧树脂（FR4 Epoxy）板，天线馈电⽅式选择50Ω同轴线馈电。
天线尺⼨的估算：辐射贴⽚宽度：w=37.26mm辐射贴⽚长度：L=28mm50Ω匹配点初始位置：L1=7mm模型的中⼼位于坐标原点，辐射贴⽚的长度⽅向是沿着x轴⽅向，宽度⽅向是沿着y 轴⽅向。
介质基⽚的⼤⼩是辐射贴⽚的2倍，参考地和辐射贴⽚使⽤理想薄导体来代替，在HFSS过给⼀个⼆维平⾯模型分配理想导体边界条件的⽅式来模拟理想薄导体。
因为使⽤50Ω同轴线馈电，所以这⾥使⽤半径为0.6mm、材质为理想导体（pec)的圆柱体模型来模拟同轴馈线的芯。
圆柱体与z轴平⾏放置，其底⾯圆⼼坐标为（L1，0，0)。
圆柱体顶部与辐射贴⽚相接，底部与参考地相接，则其⾼度为H。
在与圆柱体相接的参考地⾯上需要挖出⼀个半径为1. 5mm的圆孔，将其作为信号输⼊输出端⼝，该端⼝的激励⽅式设置为集总端⼝激励，端⼝归⼀化阻抗为50Ω。
求解频率，这⾥选择天线的中⼼频率2.45GHz，扫频围设置为1.5GHz? 3.5GHz，使⽤快速扫频。
矩形微带天线设计
班级：姓名：学号：指导教师：**成绩：电子与信息工程学院信息与通信工程系1微带天线简介微带天线的概念首先是有Deschaps 于1953年提出来的，经过20年左右的发展，Munson 和Howell 于20世纪70年代初期造出了实际的微带天线。
微带天线由于具有质量轻、体积小，易于制造等优点，现今已经广泛应用于个人无线通信中。
假设矩形贴片的有效长度设为L e ，则有L e =λg /2式中，λg 表示导波波长，有λg =λ0/ε式中，λ0表示自由空间波长；εe 表示有效介电常数，且εe =21)121(2121-+-++w h εε式中，εr 表示介质的相对介电常数；h 表示介质厚度；w 表示微带贴片的宽度。
因此，可计算出矩形贴片的实际长度L ，有L=L e -2ΔL=λ0/e ε-2ΔL=2102-ef c εΔL 式中，c 表示真空中的光速；f 0表示天线的工作频率；ΔL 表示等效的辐射缝隙的长度，且有ΔL=0.412h ()()()()8.0264.0258.03.0++-+h W h W εε 矩形贴片的宽度W 可以由下式计算，W=212102-⎪⎭⎫ ⎝⎛+εf c对于同轴线馈电的微带贴片天线，在确定了贴片长度L 和宽度W 之后，还需要确定同轴线馈点的位置，馈点的位置会影响天线的输入阻抗。
在微波应用中通常是使用50Ω的标准阻抗，因此需要确定馈点的位置使天线的输入阻抗等于50Ω.对于如图所示的同轴线馈电的微带贴片天线，坐标原点位于贴片的中心以（x f ，y f ）表示馈点的位置坐标。
对于TM 10模式，在W 方向上的电场强度不变，因此理论上的W 方向上的任一点都可以作为馈点，为了避免激发TM 1n 模式，在W 方向上的馈点的位置一般取在中心点，即 y f =0在L 方向上电场有λg /2的改变，因此在长度L 方向上，从中心点到两侧，阻抗逐渐变大；输入阻抗等于50Ω时的馈点可以由下式计算，x f =)(2L L ξ 式中， )121(212121)(l h L +--++=εεξ上述分析都是基于参考地平面是无限大的基础上的，然而实际设计中，参考地都是有限面积的，理论分析证明来了当参考地平面比微带贴片大出6h 的距离时，计算结果就可以达到足够的准确，因此设计中参考地的长度L GND 和宽度W GND 只需要满足以下条件即可， L GND ≥L+6hW GND ≥W+6h2设计指标和天线结构参数计算我这次设计的矩形微带天线工作于ISM 频段，其中心频率为 2.45GHz ；无线局域网（WLAN ）、蓝牙、ZigBee 的无线网络均可以工作在该频段上。
线馈矩形微带天线的分析
线馈矩形微带天线的分析10.8线馈矩形微带天线的分析*、**10.8.1三维有限差分法对线馈矩形微带天线的分析**摘要：本⽂使⽤三维FDTD 算法实现⽂献《Application of the three_Dimensional Method to the analysis if Planar Microtrip Circuits 》IEEE trans. On MTT 1990 38(7)的⼀个矩形微带贴⽚天线的S11参数的计算。
采⽤MA TLAB 编程完成数值计算，并与⽂中的结果进⾏了⽐较。
（1）概述⽂献《Application of the Three_Dimensional Finite Difference Time Domain Method to the Analysis of Planar Microtrip Circuits 》给出了详细的理论分析。
本⽂主要是从该⽂出发，采⽤MA TLAB 程序完成数值计算过程，画出了时间步为200，400，600，800时介质内的电场分布图形。
天线的尺⼨如图10.65所⽰：图10.70 线馈矩形微带天线结构（2）理论基础⽀配⽅程：E t H-=µH tE=ε由此推导出有限差分⽅程：* 由毕战红, 代⼦为, 韩春元, ⽩波, 赵洪涛, 路鹏同学完成 **由毕战红同学完成2.092.4616mm12.45mm0.794m上视图侧视图)()(,1,,,,,1,,,,,,2/1,,,2/1,,,n k j i z n k j i z nk j i y n k j i y n k j i x n k j i x E E y t E E z t H H ---+-??--??+=µµ； )()(1,,,,,,,,1,,,,2/1,,,2/1,,,nk j i x n k j i x n k j i z n k j i z n k j i y n k j i y E E z t E E x t H H ---+-??--??+=µµ； )()(,,1,,,,,1,,,,,2/1,,,2/1,,,nk j i y n k j i y n k j i x n k j i x n k j i z n k j i z E E x=µµ； )()(2/1,,,2/11,,,2/1,,,2/1,1,,,,,1,,,+++++++-??--??+=n k j i y n k j i y n k j i z n k j i z nk j i x n k j i x H H zt H H y t E E εε; )()(2/1,,,2/1,,1,2/1,,,2/1,,1,,,,1,,,+++++++-??--??+=n k j i z n k j i z n k j i x n k j i x nk j i y n k j i y H H x t H H z t E E εε; )()(2/1,,,2/1,1,,2/1,,,2/1,,1,,,,1,,,+++++++-??--??+=n k j i x n k j i x n k j i y n k j i y nk j i z n k j i z H H yt H H x t E E εε（3）数值计算分析A. ⽹格划分与时间步确定由于感兴趣的频段范围是DC ——20GHz ，不妨将25GHz 取为频段的上限。
线馈矩形微带天线的分析
10.8线馈矩形微带天线的分析*、**10.8.1三维有限差分法对线馈矩形微带天线的分析**摘要：本文使用三维FDTD 算法实现文献《Application of the three_Dimensional Method to the analysis if Planar Microtrip Circuits 》IEEE trans. On MTT 1990 38(7)的一个矩形微带贴片天线的S11参数的计算。
采用MA TLAB 编程完成数值计算，并与文中的结果进行了比较。
（1） 概述文献《Application of the Three_Dimensional Finite Difference Time Domain Method to the Analysis of Planar Microtrip Circuits 》给出了详细的理论分析。
本文主要是从该文出发，采用MA TLAB 程序完成数值计算过程，画出了时间步为200，400，600，800时介质内的电场分布图形。
天线的尺寸如图10.65所示：图10.70 线馈矩形微带天线结构 （2） 理论基础 支配方程：E t H⨯-∇=∂∂μH tE⨯∇=∂∂ε由此推导出有限差分方程： )()(,1,,,,,1,,,,,,2/1,,,2/1,,,n k j i z n k j i z nk j i y n k j i y n k j i x n k j i x E E yt E E z t H H ---+-∆∆--∆∆+=μμ；*由毕战红, 代子为, 韩春元, 白波, 赵洪涛, 路鹏同学完成)()(1,,,,,,,,1,,,,2/1,,,2/1,,,nk j i x n k j i x n k j i z n k j i z n k j i y n k j i y E E z t E E x t H H ---+-∆∆--∆∆+=μμ； )()(,,1,,,,,1,,,,,2/1,,,2/1,,,nk j i y n k j i y n k j i x n k j i x n k j i z n k j i z E E xt E E y t H H ---+-∆∆--∆∆+=μμ； )()(2/1,,,2/11,,,2/1,,,2/1,1,,,,,1,,,+++++++-∆∆--∆∆+=n k j i y n k j i y n k j i z n k j i z nk j i x n k j i x H H zt H H y t E E εε; )()(2/1,,,2/1,,1,2/1,,,2/1,,1,,,,1,,,+++++++-∆∆--∆∆+=n k j i z n k j i z n k j i x n k j i x nk j i y n k j i y H H xt H H z t E E εε; )()(2/1,,,2/1,1,,2/1,,,2/1,,1,,,,1,,,+++++++-∆∆--∆∆+=n k j i x n k j i x n k j i y n k j i y nk j i z n k j i z H H yt H H x t E E εε （3） 数值计算分析A. 网格划分与时间步确定由于感兴趣的频段范围是DC ——20GHz ，不妨将25GHz 取为频段的上限。
同轴馈电矩形微带天线设计发展背景
同轴馈电矩形微带天线设计发展背景同轴馈电矩形微带天线是一种在通信领域中广泛应用的天线类型。
它具有结构简单、易于制造和安装的优点，适用于多种应用场景，如移动通信、卫星通信、雷达系统等。
本文将从设计发展背景、基本原理、设计方法和应用前景等方面对同轴馈电矩形微带天线进行详细介绍。
一、设计发展背景随着无线通信技术的快速发展，对天线的需求也越来越高。
传统的天线设计往往受限于尺寸、重量和频率等因素，无法满足现代通信系统对小型、高性能天线的要求。
而微带天线由于其结构简单、体积小、重量轻以及易于集成等特点，成为了一种理想的解决方案。
同轴馈电矩形微带天线的设计发展主要源于微带天线的研究。
早期的微带天线设计采用的是在介质基板上刻蚀导电图案的方法，这种方法虽然简单，但存在着一些问题，如频率带宽较窄、辐射效率低等。
为了克服这些问题，研究人员开始尝试使用馈电方法来改善微带天线的性能。
同轴馈电矩形微带天线的设计是在传统的矩形微带天线基础上发展起来的。
通过在矩形微带天线的边缘上添加同轴馈线，将信号引入天线辐射元件，可以有效地提高天线的频率带宽和辐射效率。
这种设计方法不仅简化了天线的结构，还使得天线的性能得到了明显的改善。
二、基本原理同轴馈电矩形微带天线的基本原理是通过同轴馈线将信号引入天线辐射元件。
同轴馈线由内导体、介质层和外导体组成，内导体负责传输信号，外导体起到屏蔽的作用。
在同轴馈电矩形微带天线中，内导体通常与天线辐射元件相连，外导体与地面相连。
天线辐射元件是同轴馈电矩形微带天线的关键部分，它负责将引入的信号转换为电磁波并辐射出去。
常见的天线辐射元件有矩形贴片和补偿贴片等。
通过合理设计天线辐射元件的几何形状和尺寸，可以实现对特定频率段的辐射，从而满足不同应用需求。
三、设计方法同轴馈电矩形微带天线的设计方法主要包括天线结构设计和参数优化设计两个方面。
天线结构设计包括天线辐射元件的几何形状和尺寸的确定。
这需要根据所需的频率和带宽来选择适当的天线形状，如矩形、圆形、椭圆形等，并根据实际应用需求来确定天线的尺寸。
矩形微带天线的设计
（一）实验目的
了解微带天线设计的基本流程 掌握矩形微带天线的设计方法 熟悉在ADS的layout中进行射频电路设（εr＝9.8），厚度h＝ 1.27mm，设计一个在3GHz附近工作的 矩形微带天线。
基片选择的理由是：陶瓷基片是比较常 用的介质基片，其常用的厚度是h＝ 1.27mm，0.635mm，0.254mm。其中 1.27mm的基片有较高的天线效率，较宽 的带宽以及较高的增益。
提示语
·为方便使用本课件，可在课后 下载使用PowerPoint软件进行 修改调整
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在用Schematic进行天线的匹配时，以S11为目 标利用仿真优化器来求所需传输线长度的方法 ， 是一种省时省力有效的方法。
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保持对梦想的专注，对事业的执着，才 是最应该做的
Thank you for coming, send this sentence to you, focus on the dream, dedication to the cause, is the most should do
多仿照别人的例子操作，多自己动手亲自设计， 多看帮助文件，是进入射频与微波设计殿堂的 不是捷径的捷径。
（七）设计小结（续）
一般来说，按照公式计算出来的矩形天线其反 射系数都还会比较大的，在圆图中反映出来的 匹配结果也不是很理想。这也许是由一些公式 的近似导致的，但这也使电路匹配成为设计工 作必不可少的一环。
同轴馈电矩形微带天线设计发展背景
同轴馈电矩形微带天线设计发展背景同轴馈电矩形微带天线是一种广泛应用于通信领域的天线设计。
它具有体积小、重量轻、制作简单等优点，因此在无线通信技术的发展中得到了广泛应用。
在传统的天线设计中，常使用同轴馈线来进行天线的馈电。
然而，随着通信技术的不断进步，人们对天线的性能要求也越来越高。
为了提高天线的性能，研究者们开始探索新的设计思路。
其中一种重要的设计思路就是采用矩形微带天线。
矩形微带天线是一种基于微带线技术的微小尺寸天线。
与传统的同轴馈线相比，矩形微带天线的尺寸更小，可以方便地集成到各种设备中。
同时，矩形微带天线的制作也相对简单，成本较低。
因此，矩形微带天线成为了天线设计领域的研究热点之一。
在矩形微带天线的设计中，馈电方式起着至关重要的作用。
传统的馈电方式是通过同轴馈线将信号传输到天线上。
然而，同轴馈线存在着传输损耗大、制作复杂等问题。
为了解决这些问题，研究者们开始尝试将同轴馈线替换为其他形式的馈电方式。
其中一种常见的馈电方式是同轴馈电。
同轴馈电矩形微带天线的馈电方式与传统的同轴馈线有所不同。
它通过在天线的底面和顶面之间制作一条金属线来实现馈电。
这种馈电方式不仅可以减小传输损耗，还可以方便地进行天线的调整和优化。
同轴馈电矩形微带天线的设计发展经历了多个阶段。
最初，人们主要关注天线的基本性能参数，如频率带宽、增益等。
随着研究的深入，人们开始关注天线的多频段工作和天线的小型化设计。
为了实现这些目标，研究者们提出了一系列新的设计方法和结构。
例如，通过调整天线的结构参数和材料参数，可以实现天线的宽频工作。
同时，研究者们还尝试将多个天线进行集成，以实现天线的多频段工作。
这种多频段设计方法为无线通信设备的设计提供了更多的选择。
研究者们还致力于将同轴馈电矩形微带天线应用于新的领域。
例如，通过将天线与其他传感器结合，可以实现无线传感器网络的建立。
这种无线传感器网络可以广泛应用于环境监测、智能交通等领域，为人们的生活带来了便利。
同轴馈电矩形微带天线设计发展背景
同轴馈电矩形微带天线设计发展背景同轴馈电矩形微带天线是一种用于无线通信系统和雷达系统的常见天线设计。
它的发展背景始于对于天线性能和尺寸的需求以及对于馈电方式的改进。
本文将探讨同轴馈电矩形微带天线的设计发展背景，并介绍其在通信领域中的应用。
天线作为无线通信系统中的重要组成部分，其性能直接影响到系统的传输质量和覆盖范围。
一直以来，人们对天线性能的要求越来越高，尤其是在现代通信系统中，需要实现更高的传输速率和更广的覆盖范围。
而天线的尺寸也成为了一个重要的限制因素，因为大尺寸的天线难以安装和隐藏。
在过去，常见的天线设计采用的是同轴馈线的方式，其中馈线通过天线的中心点连接到辐射器。
然而，这种设计存在着一些问题。
首先，同轴馈线会占用一定的空间，增加了天线的尺寸。
其次，同轴馈线的电流分布不均匀，导致辐射效率低下。
此外，同轴馈线还会引起辐射副瓣的产生，影响通信系统的性能。
为了解决这些问题，研究人员开始探索新的馈电方式，并提出了矩形微带天线的设计概念。
矩形微带天线采用了微带线作为馈线，将其连接到辐射器的边缘。
这种设计不仅解决了同轴馈线的尺寸问题，还提高了辐射效率，并减少了辐射副瓣的产生。
矩形微带天线的设计发展经历了多个阶段。
最早的矩形微带天线设计是基于理论计算和仿真模拟的结果。
研究人员通过数值方法计算了天线的辐射特性，并进行了优化设计。
然而，由于计算模型的复杂性和计算资源的限制，这种设计方法在实际应用中存在一定的局限性。
随着计算机技术的发展，研究人员开始使用计算机辅助设计（CAD）工具来设计矩形微带天线。
CAD工具可以提供更准确和可靠的设计结果，并减少设计时间和成本。
研究人员可以在CAD工具中建立天线的几何模型，并通过仿真分析来评估其性能。
这种设计方法可以更好地满足实际应用的需求，并在天线设计领域得到广泛应用。
除了设计方法的改进，研究人员还对矩形微带天线的结构和材料进行了优化。
他们通过改变天线的几何形状、增加天线的辐射面积以及使用新的材料来提高天线的性能。
同轴馈电矩形微带天线设计发展背景
同轴馈电矩形微带天线设计发展背景以同轴馈电矩形微带天线设计发展背景为标题随着无线通信技术的飞速发展，天线设计也日益受到关注。
而同轴馈电矩形微带天线作为一种重要的天线结构，在无线通信领域应用广泛。
本文将从背景、设计原理和发展趋势三个方面，介绍同轴馈电矩形微带天线的设计发展。
一、背景天线作为无线通信系统中的关键部件，起到了信号的发射和接收的重要作用。
而同轴馈电矩形微带天线由于其小型化、易制造、低成本和良好的电磁性能等优点，逐渐成为无线通信领域中的研究热点。
其设计发展背景主要可以从以下几个方面进行说明。
1. 无线通信技术的快速发展：随着移动通信、卫星通信、雷达和无线传感器网络等应用的广泛推广，对天线的要求也越来越高。
在无线通信技术的快速发展背景下，研究人员对天线的设计和性能优化提出了更高的要求。
2. 微带天线的出现：微带天线作为一种新型的天线结构，具有小尺寸、低剖面高度和易制造的优点，逐渐受到研究人员的关注。
而同轴馈电矩形微带天线作为一种常用的微带天线结构，其设计和性能优化成为研究的重点。
3. 馈电方式的改进：同轴馈电矩形微带天线通过同轴电缆进行馈电，相比传统的微带天线馈电方式，具有更好的电磁性能和更高的功率传输能力。
因此，同轴馈电矩形微带天线的设计和优化成为研究的热点。
二、设计原理同轴馈电矩形微带天线的设计原理主要包括以下几个方面。
1. 天线结构：同轴馈电矩形微带天线由一块金属片和一根同轴电缆组成。
金属片被刻蚀成矩形形状，并与同轴电缆的内导体相连接。
通过同轴电缆的馈电，实现天线的工作。
2. 馈电方式：同轴馈电矩形微带天线通过同轴电缆进行馈电，内导体与金属片相连接，外导体与地平面相连接。
同轴电缆的馈电方式可以实现天线的高效能量传输和较低的功率损耗。
3. 电磁性能优化：为了提高同轴馈电矩形微带天线的电磁性能，可以通过优化天线结构、调整天线尺寸和调节馈电位置等方式进行。
通过这些优化方法，可以实现天线的较低阻抗匹配、较高的辐射效率和较大的增益。
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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。
本文设计的同轴馈电矩形微带天线工作于ISM频段，其中心频率为2.45GHz；无线局域网、蓝牙等无线网络均可工作在该频段上。
选用的介质板材为Rogers R04003，其相对介电常数εr=3.38,厚度h=5mm；天线使用同轴线馈电。
2．结构模型画出天线结构示意图，并标明图中的参数。
图1 XXX 天线结构（位置居中）根据建立的微带天线模型，利用HFSS软件进行了性能仿真。
经过仿真、优化后，最终确定的微带线天参数见表1。
图4为S参数仿真曲线。
从图4中可以看出，曲线在2.45GHz左右反射系数最大，达到-16.745dB，说明在该频率匹配最佳。
从图4中还可以看出，S曲线开口窄，表现出了微带天线频带窄的特点。
3．结果与讨论给出软件仿真的数据结果（S参数、方向图、场分布图），并进行讨论。
请写出计算每种参数特征所使用的数学表达式。
图为S参数仿真曲线。
从图4中可以看出，曲线在2.45GHz左右反射系数最大，达到-16.745dB，说明在该频率匹配最佳。
从图4中还可以看出，S曲线开口窄，表现出了微带天线频带窄的特点图5.是仿真得到的微带天线的驻波比特性曲线，在2.45GHz附近VSWR达到最小1.35，小于一般天线要求的2，说明天线的电抗分量较小，天线的匹配效果好，传输效率高。
图5 VSWR参数仿真曲线图6是仿真得到的smith圆图，可以看出该天线完全满足设计要求。
在2.448GHz时归一化阻抗为0.954-j0.254。
图6 仿真得到的smith圆图从图7可以看出该微带天线最大辐射方向是微带贴片的法向方向,即Z轴正向，最大增益为7.54dB。
图8为E面方向图。
图7 3D增益方向图图8 E平面增益方向图5.结论讨论了微带天线的设计原理，根据天线尺寸的计算公式，分析了不同尺寸参数对微带天线的性能影响。
设计了谐振频率为2.45GHz的微带天线，利用HFSS软件建立天线模型，得出了天性特性的仿真曲线，与理论设计值吻合较好。
说明了本设计的有效性。
参考文献：[1] [美]John D. Kraus,Ronald J.Marhefka著，天线[M]. 电子工业2004[2] 明洋. HFSS电磁仿真软件应用详解[M]. 人民邮电2010[3] 黄玉兰. 射频电路理论与设计[M]. 人民邮电2008[4] 马小玲,丁丁. 宽频带微带天线技术及其应用[M]. 人民邮电2006[5] 莉. 天线与电波传播[M]. 科学2009例如：S11=S21=天线方向性系数=天线增益=4．总结总结工作容，此处与摘要不同，需更为详细。
2.微带贴片天线理论分析图1是一个简单的微带贴片天线的结构，由辐射元、介质层和参考地三部分组成。
与天线性能相关的参数包括辐射元的长度L、辐射元的宽度W、介质层的厚度h、介质的相对介电常数r和损耗角正切tanδ、介质层的长度LG和宽度WG。
图1所示的微带贴片天线采用微带线馈电，本文将要设计的矩形微带天线采用的是同轴线馈电，也就是将同轴线街头的芯线穿过参考点和介质层与辐射元相连接。
图1 微带天线的结构对于矩形贴片微带天线，理论分析时可以采用传输线模型来分析其性能。
矩形贴片微带天线的工总模式是TM10模，意味着电场在长度L方向有λg/2的改变，而在宽度W方向上保持不变，如图2（a）所示，在长度L方向上可以看作成有两个终端开路的缝隙辐射出电磁能量，在宽度W方向的边缘处由于终端开路，所以电压值最大电流值最小。
（a ）微带天线俯视图 （b ）微带天线侧视图图2 微带天线示意图从图2（b ）可以看出，微带线边缘的电场可以分解为垂直于参考地的分量和平行于参考地的分量两部分，两个边缘的垂直电场分量大小相等、方向相反，平行电场分量大小相等、方向相反；因此，远区辐射电场垂直风量相互抵消，辐射电场平行于天线表面。
假设矩形贴片天线的有效长度设为Le ，则有/2e g L λ= （1）式中，λg 表示导波波长，有0/g eλλε= (2)式中，表示自由空间波长；表示有效介电常数，且（3）式中，表示介质的相对介电常数；h 表示介质层厚度；W 表示微带贴片的宽度。
由此，可计算出矩形贴片的实际长度L ，有002222er eL Lf L L L εελ∆∆-∆== （4）式中，c 表示真空中光速；f 0表示天线工作频率；表示图2a 中所示的等效辐射缝隙的长度，且有()()()()0.3/0.2640.4120.258/0.8eeW hLW hεε++∆=-+（5）矩形贴片的宽度W可由下式计算，12122rcWfε-+⎛⎫= ⎪⎝⎭（6）对于同轴线馈电的微带贴片天线，在确定了贴片长度L和宽度W之后，还需要确定同轴线馈点的位置，馈点的位置会影响天线的输入阻抗。
在微带应用常是使用50Ω的标准阻抗，因此需要确定馈点的位置使天线的输入阻抗等于50Ω。
对于如图3所示的同轴线馈电的微带贴片天线，坐标原点位于贴片的中心，以（Xf，Yf）表示馈点的位置坐标。
俯视图侧视图图3同轴线馈电的微带天线对于TM10模式，在W方向上电场强度不变，因此理论上W方向上的任一点都可以作为馈点，为了避免激发TM1n模式，在W方向上馈点的位置一般取在中心点，即fY=（7）在L方向上电场有λg/2的改变，因此在长度L方向上，从中心点到两侧，阻抗逐渐变大；输入阻抗等于50Ω是的馈点位置可由下式计算而得，()2freXLε=(8)式中，(9)上述分析都是基于参考地平面是无限大的基础上的，然而实际设计中，参考地都是有限面积的，理论分析证明了当参考地平面比微带贴片大出6h的距离时，计算结果就可以达到足够的准确，因此设计中参考地的长度LGND和宽度WGND只需满足以下条件即可，即（10）（11）3.天线几何结构参数计算本文设计的矩形微带天线工作于ISM频段，其中心频率为2.45GHz；无线局域网、蓝牙、ZigBee等无线网络均可工作在该频段上。
选用的介质板材为Rogers R04003，其相对介电常数εr=3.38,厚度h=5mm；天线使用同轴线馈电。
根据前文给出的理论分析可以计算出微带天线的几何尺寸，包括贴片的长度L和宽度W、同轴线馈点的位置坐标（Xf，Yf），以及参考地的长度LGND和WGND。
1，矩形贴片的宽度W把m/s,，代入（6）式可得微带天线的宽度，即W=41.4mm2，有效介电常数把h=5mm，W=41.4mm，代入（3）式，可得有效介电常数，即εe = 2.953,辐射缝隙的长度把h=5mm，W=41.4mm，εe = 2.95,=2.95代入（5）式，可得缝隙的长度，即=2.34mm4，矩形贴片的长度L把m/s,，=2.95，=2.34mm代入（4）式，可得矩形微带贴片的长度，即L=31.0mm5，参考地的长度LGND和宽度WGND把h=5mm，W=41.4mm，L=31.0mm分别代入（10）、（11）可以计算得到参考地长度和宽度，即LGND≥61.8mmWGND≥71.4mm6，同轴线馈点的位置坐标（Xf，Yf）把，W=41.4mm，L=31.0mm分别代入是（7）（8）（9），可以算出微带天线同轴线馈点的位置坐标（Xf，Yf），即Xf=9.5mmYf=0mm参考文献列出第一部分（前言），第三部分（计算参数所使用的公式）的参考文献，看过的论文、书籍都需列出，否则为抄袭。
格式：[1]XXX（作者），“一种XXX”（论文标题），电子与信息学报（发表期刊），vol. 5（卷号）,No. 6（期号）, pp. 133-144（页码）, 2009（发表年）.。