(完整版)射频微带阵列天线设计毕业设计
射频微波技术课程设计
射频微波技术课程设计专业班级：学号：学生姓名:指导教师：年月日设计题目：圆极化微带天线仿真设计一、内容摘要微带天线（microstrip antenna）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。
二、设计任务及指标：设计一种谐振频率为920MHz的圆极化贴片天线，利用Ansoft公司的HFSS13.0对其进行建模并对其进行仿真分析天线的远区辐射场特性并进行一系列优化。
进一步理解微带天线的特性与应用，掌握微波天线的工程设计方法和技巧，熟悉三维电磁场仿真工具HFSS，了解微波天线产品的系统概念，提高专业素质和工程实践能力。
（1）工作频段：900~1200MHz。
（2）基板FR4：H=1.5mm，Er=4.4，tand=0.02。
（3）驻波比小于1.5。
（4）轴比小于3dB。
（5）方向性系数高于3dB。
（6）极化方式RHCP。
三、设计原理：1.微带贴片天线的工作原理微带贴片天线是由介质基片、在基片一面上有任意平面形状的导电贴片和基片另一面上的地板所构成。
天线要解决的两个重要问题是阻抗特性和方向特性。
前者要解决天线与馈线的匹配问题；后者要解决定向辐射或定向接收问题，也就是要解决提高发射功率或接收机灵敏度的问题。
而不论是阻抗特性还是方向特性都必须首先求出天线在远区的电磁场分布，为此要求解满足天线边界条件的麦克斯韦方程组。
对于这样一个电磁场的边值问题，严格的数学求解是很困难的。
因此，经常采用工程近似的方法进行研究，即用某种初始场的近似分布代替真实的准确分布来计算辐射场。
微带天线的辐射机理实际上是高频的电磁泄漏。
一个微波电路如果不是被导体完全封闭，电路中的不连续处就会产生电磁辐射。
微波天线课程设计5.6GHz微带天线设计(不同切角)
课程设计课程名称：微波技术与天线课设题目：微带天线设计（不同切角）实验地点：博学馆机房专业班级：电信1201班学号：2012001422学生姓名：指导教师：李鸿鹰2015 年7 月 4 日课程设计任务书注：课程设计完成后，学生提交的归档文件应按，封面—任务书—说明书—图纸的顺序进行装订上交（大张图纸不必装订）指导教师签名： 日期：2015-6-10专业班级电信1201 学生姓名课程名称 微波技术与天线课程设计 设计名称 微带天线设计设计周数 1.5周指导教师李鸿鹰设计 任务 主要 设计 参数1 熟悉HFSS 仿真平台的使用2 熟悉微带天线的工作原理与设计方法3 在HFSS 平台上完成如下微带天线的仿真设计 设计要求如下： 频率：5.6GHz 介质：FR44 结合同组其他同学的设计结果完成对于该天线结构参数与性能之间关系的探讨5 在1.5周内完成设计任务设计内容 设计要求6.11：分组、任务分配、任务理解6.12：查阅参考资料，理论上熟悉所设计的器件的工作原理与特性，完成方案设计。
6.15~6.18：熟悉仿真平台的使用，完成在平台上的建模，设置，结果提取与分析，以及验收。
6.19：同组同学结果汇总及讨论 6. 22：设计说明书的撰写在设计过程中，作为设计小组成员，每位同学要具有团队意识和合作精神，并最终独立完成自己的设计任务。
主要参考 资 料刘学观，微波技术与天线，西安电子科技大学电出版社，2012 顾继慧，微波技术，科学出版社，2007李明洋，HFSS 应用设计详解，人民邮电出版社，2010 学生提交 归档文件1.设计报告2.工程文件一、设计题目：微带天线仿真设计（不同切角贴片设计）二、设计目的：通过仿真了解微带天线设计，基于微带贴片天线基础理论以及熟练掌握HFSS10仿真软件基础上设计一个矩形贴片天线，分析其远区辐射场特性以及S曲线。
三、设计原理：矩形贴片是微带贴片天线最基本的模型，本设计就是基于微带贴片天线基础理论以及熟练掌握HFSS10仿真软件基础上，设计一个右手圆极化矩形贴片天线，其工作频率为5.6GHz，分析其远区辐射场特性以及S曲线。
(完整版)HFSS天线设计实例
HFSS 天线设计实例这是一种采用同轴线馈电的圆极化微带天线切角实现圆极化设计目标!（具体参数可能不精确，望大家谅解）主要讲解HFSS操作步骤!GPS微带天线:介质板:厚度:2mm,介电常数：2。
2，大小:100mm*100mm工作频率：1.59GHz，圆极化（左旋还是右旋这里不讲了哈),天线辐射在上半平面覆盖！50欧同轴线馈电，1、计算参数首先根据经验公式计算出天线的基本参数，便于下一步建立模型。
贴片单元长度、宽度(正方形贴片长宽相等)、馈电点位置，分离单元长度.下表是经HFSS分析后选择的一组参数：2、建立模型首先画出基板50mm*50mm*2mm 的基板起名为substrate介电常数设置为如图2。
2的,可以调整color颜色和transparent透明度便于观察按Ctrl+D可以快速的使模型全可见！按住Ctrl+Alt键,拖动鼠标可以使3D模型自由旋转同理，我们画贴片：1、在基板上画出边长65mm(假设用公式算出的是这么多）的正方形2、起名为patch，颜色选绿色,透明度设为0。
5画切角是比较麻烦的1、用画线条工具,画三线段,坐标分别是0。
5.0, 5。
0。
0, 0.0。
02、移动三角形，选中polyline1，选菜旦里edit\Arrange\move，先确定坐标原点或任一点为基准点，将三角形移动到左上角和贴片边沿齐平.3、复制三角形，选中polyline1，选菜单里edit\arrange\duplicate\around axis，相对坐标轴复制，角度换成180，然后在右下角就出现了相对称的另一个三角形.4、从patch上切掉对角上的分离单元polyline1和polyline1_1：选中patch、polyline1和polyline1_1，选菜单里3D modeler\Boolean\Subtract把polyline1和polyline1_1从patch上切掉最后剩下先在介质板底面画一个100mm＊100mm的正方形作为导电地板。
(完整版)射频传输线的设计及仿真毕业设计
射频传输线的设计及仿真摘要射频（RF)是可以辐射到空间的电磁频率，频率范围从300KHz～300GHz，它是一种高频交流变化电磁波的简称。
传输线是用横电磁(TEM)模的方式传送电能和（或）电信号的导波结构,传输线的特点是横向尺寸小于工作波长。
射频传输线的设计具有重要的意义，传输线设计是高频有线网络和射频微波工程的基础，为了使能量可以在通信网路中无损耗地传输，良好的传输线设计是重要关键。
伴随着计算机技术的不断普及发展，计算机的辅助分析和辅助设计在各个工程领域获得了相当广泛的应用与继承。
传输线问题借助计算机来辅助求解计算时，比较准确和快捷。
我们利用传输线的相应解析式，用MATLAB语言编制了求解传输线问题的一些程序。
阻抗匹配是最重要的分布电路设计方法，它直接决定着电路负载获得信号功率的大小。
我们就微带线阻抗匹配进行了理论上的讨论及其仿真实现。
关键字：传输线理论 MATLAB计算机辅助计算微带线特性阻抗仿真RF Transmission Line Design and SimulationABSTRACTRadio frequency (RF) said electromagnetic frequency can be radiation into space,the range of the frequency range from 300 KHZ to 300 GHZ,it is a kind of lines based on transverse electromagnetic (TEM) way to transmit power and (or) electrical signals of guided wave structures,the characteristics of the transmission line is the wavelength of the work.The design of the RF transmission line is of great importance,transmission line design is a and so on the basis of photoelectric engineering,in order to make energy can without loss of transmission in thecommunication network, a good design of a transmission line is critical.Along with the popularization and development of computer technology, the computer aided analysis and design in various engineering fields obtained widespread application and development. Problem of transmission lines with the solving calculation, more accurate and fast. We use corresponding analytical formula of transmission line, the transmission line problem is compiled with MATLAB language of some of the program.Distribution circuit design method of impedance matching is the most important, it directly decides the circuit load to obtain the size of the signal power. We'll be microstrip line impedance matching for the discussion of theory and simulation implementation.Key words:Transmission line theory MATLAB computer aided calculation Microstrip line characteristic impedance simulation目录第1章绪论...................................................1.1课题背景及意义....................................................1.2 国内外发展现状...................................................1.3 本论文的内容安排.................................................第二章传输线理论.............................................2.1传输线方程........................................................2.1.1 时谐传输线方程..............................................2.1.2 均匀传输线的波动方程........................................2.1.3 入射波和反射波..............................................2.2 传输线的特性参量.................................................2.2.1 传播常数....................................................2.2.2 特性阻抗....................................................2.2.3 相速和相波长................................................2.2.4 输入阻抗....................................................2.2.5 反射系数....................................................2.2.6 驻波比及行波系数............................................2.3 均匀无耗传输线工作状态的分析 .....................................2.3.1 行波状态（无反射情况）......................................2.3.2 驻波状态（全反射情况）......................................2.3.3 行驻波状态（部分反射情况）..................................2.4阻抗圆图 .........................................................2.4.1 等反射系数圆................................................2.4.2 等阻抗圆....................................................2.5 传输线的阻抗匹配.................................................2.5.1 共轭匹配....................................................2.5.2 无反射匹配..................................................2.5.3 阻抗匹配的方法..............................................第三章传输线问题的计算机辅助计算 .............................3.1 利用公式求解.....................................................3.2 利用阻抗圆图求解.................................................3.3 利用计算机辅助计算求解...........................................第四章微带线特性阻抗仿真.....................................4.1 微带线基本理论...................................................4.2 微带线特性阻抗仿真...............................................4.2.1 ADS设计软件概述............................................4.2.2 无损耗微带线阻抗仿真........................................4.2.3 有损耗微带线阻抗仿真........................................参考文献......................................................第1章绪论1.1课题背景及意义射频（RF)是可以辐射到空间的电磁频率，频率范围从300KHz～300GHz，它是一种高频交流变化电磁波的简称。
射频电路专题实验 实验五 微带天线设计
Pr：被测天线距离R处所接收到的功率密度,单位为W/m2; Pi：为全向性天线距离R处所接收到的功率密度, 单位为W /m2
(3) 天线增益G定义为
Pr G Pi
相同输入功率
Pr：被测天线距离R处所接收到的功率密度,单位为W/m2; Pi：为全向性天线距离R处所接收到的功率密度, 单位为W /m2
实验五 微带天线设计、仿 真、制作与测试
一、天线的基本知识
1.1 天线的概念
天线：向空间发射或从空间接收电磁波的装置 天线功能: （1）能量转换功能:进行导 行波(或高频电流)和自由空 间波之间的能量转换; （2）定向作用:向空间发射 或从空间接收电磁波具有一 定的方向性。对于发射天线， 是指将电磁波能量向一定方 向集中辐射; 对于接收天线， 是只接收特定方向来的电磁 波.
2013-8-19
MW & Opti. Commu. Lab, XJTU
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2013-8-19
MW & Opti. Commu. Lab, XJTU
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• 类似上一步，完成天线阻抗变换传输线和50ohm传输线贴片。
(-33.4,39.5) (0,39.5) (-52.51,20.905) (-57.51,20.905) w2=2.31mm (-52.51,19.95) w1=0.40mm (-33.4,19.95) W=39.5mm (-33.4,19.55) (-57.51,18.595) (-52.51,18.595) l1=19.11mm (-52.51,19.55) (-33.4,05) L=33.4mm (0,0)
(-33.4,39.5) (0,39.5) (-52.9,20.845) (-57.9,20.845) w2=2.19mm (-52.9,19.895) w1=0.29mm (-33.4,19.895) W=39.5mm (-33.4,19.605) (-57.9,18.655) (-52.9,18.655) l1=19.5mm (-52.9,19.605) (-33.4,05) L=33.4mm (0,0)
24GHz微带贴片天线设计-毕业论文
---文档均为word文档，下载后可直接编辑使用亦可打印---摘要根据矩形贴片天线相关知识，设计出一款1×4的24GHz阵列贴片天线，此天线可以应用于交通测速以及汽车智能驾驶等方面。
首先是使用微带线馈电的方法建立单元贴片天线模型，进行优化仿真后得到最佳的单元贴片天线模型，然后在单元贴片天线的基础上，设计出合适的馈电馈电网络。
再通过仿真优化得到最佳的参数，从而设计出24GHz的阵列贴片天线。
并对天线设计进一步展望。
通过HFSS软件仿真设计，得到了一款1×4的阵列天线，回波损耗S11<-20dB,馈电点的输入阻抗值为50Ω，驻波比约为1.2，最大增益方向的增益为13.6dB，和之前所定的设计指标比较符合。
关键词：微带贴片天线；阵列天线；阻抗匹配; 方向图AbstractAccording to the knowledge of the rectangular patch antenna, a 1×4 24 GHz array patch antenna was designed. This antenna can be used in traffic speed measurement and intelligent driving of automobiles. The first is to use the method of microstrip line feeding to establish the unit patch antenna model, optimize the simulation to obtain the best unit patch antenna model, and then design a suitable feed power feed network based on the unit patch antenna. . Then the optimal parameters are obtained through simulation optimization to design a 24 GHz array patch antenna.Through the HFSS software simulation design, a 1×4 array antenna was obtained with a return loss S11<-20dB, a feed point input impedance of 50Ω, a standing wave ratio of approximately 1.2, and a maximum gain gain of 13.6dB. To meet the requirements of design indicators.Keywords: microstrip patch antenna; array antenna; Impedance matching;Direction pattern第1章绪论1.1论文的研究背景及意义毫米波（millimeter wave ）是波长为1～10毫米的电磁波，它的波长处于微波与远红外波相交叠的波长范围，所以同时具有两种波谱的特点。
毕业设计(论文)-一种新型微带贴片天线的优化设计[管理资料]
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泉州师范学院毕业论文（设计）题目一种新型微带贴片天线的优化设计物理信息工程学院电子信息科学与技术专业 07 级 1班学生姓名学号 070303041指导教师职称副教授完成日期 2011年4月教务处制一种新型微带贴片天线的优化设计物理信息工程学院电子信息科学与技术专业指导教师：副教授【摘要】：由于普通微带贴片天线效率低，为了提高贴片天线的效率，提出一种容易制作的新型微带贴片天线。
用HFSS 软件对它进行仿真，并对仿真的结果进行分析。
与普通贴片天线进行比较，该天线提高了增益、降低了天线回波损耗。
所提天线由于制作简单、性能优良，所以具有一定的实用价值。
【关键词】：微带贴片天线；HFSS；增益；回波损耗目录摘要 (1)0. 引言 (3)1. 微带天线的发展 ................................................................................................................... 错误!未定义书签。
(5)................................................................................................................................................... 错误!未定义书签。
(4) (4) (4) (4)2. HFSS仿真软件 (5)HFSS仿真软件基本功能 (5) (5)3. 方案设计 (6)4. 普通微带贴片天线设计过程 (6)5. 正方形环缝的微带贴片天线设计过程 (7)6. 圆形环缝的微带贴片天线设计过程 ................................................................................... 错误!未定义书签。
射频天线设计与阵列器件技术
雷达系统天线
雷达系统概述
雷达系统是一种利用电磁波探测目标的系统，广泛应用于 军事、航空、气象等领域。雷达系统天线是雷达系统的重 要组成部分，负责发射和接收电磁波。
波束形成与扫描
雷达系统天线通常采用阵列天线形式，通过控制每个辐射 单元的相位和幅度，实现波束的成形和扫描。这有助于提 高雷达系统的探测精度和抗干扰能力。
当前挑战与问题
带宽限制与多频段兼容性
01
当前射频天线和阵列器件在带宽和多频段兼容性方面存在挑战
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
，难以满足日益复杂的通信需求。
交叉极化和干扰问题
02
在多天线系统中，交叉极化和干扰问题严重影响了通信性能。
材料与工艺限制
03
高性能、小型化和低成本的射频天线和阵列器件受到材料和工
艺的限制。
未来展望
新材料与新工艺的应用
射频天线设计与阵列器件技 术
作者：XXX 20XX-XX-XX
目 录
• 射频天线基础 • 阵列天线技术 • 天线材料与工艺 • 射频系统与性能分析 • 实际应用与案例分析 • 技术发展趋势与挑战
01
射频天线基础
定义与分类
定义
射频天线是用于接收和发送无线电波 的设备，能够将电磁波转换为电流或 电压，以便进行信号处理。
设计与优化
设计
根据实际应用需求，如覆盖范围、抗干扰能力、传输速率等 ，进行天线的设计。需要考虑天线尺寸、形状、材料等因素 ，以实现最优性能。
优化
通过调整天线参数，如长度、宽度、馈电方式等，对天线性 能进行优化。可以采用仿真软件进行模拟分析，以找到最优 的天线结构。
02
阵列天线技术
阵列天线基础
阵列天线的基本概念
5g微带阵列天线仿真设计
要求：利用介质常数为2.2，厚度为1mm ，损耗角为0.0009的介质，设计一个工作在5G 的4X4的天线阵列。
评分标准： 良：带宽〈7%优：带宽〉7%且效率大于60%1微带辐射贴片尺寸估算设计微带天线的第一步是选择合适的介质基板，假设介质的介电常数为r ε，对于工作频率f 的矩形微带天线，可以用下式设计出高效率辐射贴片的宽度W ，即为：121()2r c w f ε-+=式中，c 是光速，辐射贴片的长度一般取为/2e λ；这里e λ是介质内的导波波长，即为：e λ=考虑到边缘缩短效应后，实际上的辐射单元长度L 应为：2L L =-∆式中，e ε是有效介电常数，L ∆是等效辐射缝隙长度。
它们可以分别用下式计算，即为：1211(112)22r r e h wεεε-+-=++ (0.3)(/0.264)0.412(0.258)(/0.8)e e w h L hw h εε++∆=-+2.单元的仿真由所给要求以及上述公式计算得辐射贴片的长度L=19.15mm,W=23.72mm 。
采用非辐射边馈电方式，模型如图1所示：图1 单元模型此种馈电方式，可以通过移动馈电的位置获得阻抗匹配，设馈电点距离上宽边的偏移量为dx,经仿真得到当dx=4mm 时，阻抗匹配最好。
另外，之前计算出的尺寸得到的谐振点略有偏移，经过仿真优化后贴片尺寸变为L=19mm,W=23.72mm 。
仿真结果图如图2，图3所示。
3.504.00 4.505.00 5.506.00 6.50Freq [GHz]-30.00-25.00-20.00-15.00-10.00-5.000.00d B (S (1,1))HFSSDesign1XY Plot 1ANSOFTm 1m 2m 3Curve InfodB(S(1,1))Setup1 : Sw eepName XYm 1 4.9500-10.3381m 2 5.0600-10.1725m 35.0000-26.9508图2 S11参数-200.00-150.00-100.00-50.000.0050.00100.00150.00200.00Theta [deg]-20.00-15.00-10.00-5.000.005.0010.00d B (G a i n T o t a l )HFSSDesign1XY Plot 2Curve InfodB(GainTotal)Setup1 : LastAdaptive Freq='5GHz' P hi='0deg'dB(GainTotal)Setup1 : LastAdaptive Freq='5GHz' P hi='90deg'图3 增益图从图中可以看出谐振点为5GHz ，计算的相对带宽为2.2%，增益为5.78dB 。
射频技术之微带阵列天线设计要点
射频技术之微带阵列天线设计要点
在大于10GHz的频段，PCB微带印刷天线相对于波导缝隙天线、透镜天线、反射面天线等其他天线具有明显优势。
成熟的PCB加工工艺可以有效控制微带天线制作成本，天线板、射频板以及低频数模电路板的多层混压技术
还使得整个射频系统具有很高的集成度。
厚度选择
主要综合微带天线工作带宽、馈电网络设计以及天线效率三个因素选择厚度。
第一，PCB厚度影响微带天线阻抗带宽，PCB厚度越小，阵列规模越大，则天线工作带宽越小。
第二，PCB厚度决定馈电网络阻抗变化段的微带线线宽，对于20mil厚度的RO4350B板材，50Ω和100Ω微带线线宽分别为
1.13mm和0.27mm，而微带天线在24GHz对应谐振长度为3mm左右，馈电
网络中某个微带变换段的阻抗过小或过大，都会造成微带线太宽或太窄，微。
本科毕业论文---微带天线设计
天线 CAD 大作业学院：电子工程学院专业：电子信息工程微带天线设计一、设计要求：（ 1）工作频带 1.1-1.2GHz ，带内增益≥ 4.0dBi ，VSWR ≤2:1 。
微波基板介电常数为r = 6，厚度 H ≤5mm ，线极化。
总结设计思路和过程，给出具体的天线结构参数和仿真结果，如VSWR 、方向图等。
（ 2）拓展要求：检索文献，学习并理解微带天线实现圆极化的方法，尝试将上述天线设计成左旋圆极化天线，并给出轴比计算结果。
二、设计步骤计算天线几何尺寸微带天线的基板介电常数为r = 6 ， 厚度 为 h=5mm,中 心频 率为f=1.15GHz, c 3 108m / s 天线使用 50Ω同轴线馈电，线极化，则cr1 )1（1）辐射切片的宽度 w=69.72mmf(22 2r 1 r 1 h12（2）有效介电常数 e 22( 112w)=5.33（3）辐射缝隙的长度L0.412h (e 0.3)(w / h 0.264) =2.20( e 0.258)( w / h 0.8)（4）辐射切片的长度 LcL =52.10mm22 fe（5）同轴线馈电的位置 L1r1 r 1 h 12 =5.20re( L)(1 12) 22LL1L(11 ) =14.63mm2re三、 HFSS 设计（ 1）微带天线建模概述为了方便建模和后续的性能分析，在设计中定义一系列变量来表示微带天线的结构尺寸，变量的定义及天线的结构尺寸总结如下：微带天线的 HFSS 设计模型如下：立体图俯视图模型的中心位于坐标原点，辐射切片的长度方向沿着x 轴，宽度方向沿着y 轴。
介质基片的大小是辐射切片的 2 倍，参考地和辐射切片使用理想导体来代替。
对于馈电所用的50Ω同轴线，这用圆柱体模型来模拟。
使用半径为 0.6mm、坐标为（L1，0,0 ）；圆柱体顶部与辐射切片相接，底部与参考地相接，及其高度使用变量 H 表示；在与圆柱体相接的参考地面上需要挖一个半径为 1.5mm的圆孔，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。
射频识别系统微带二元天线阵的设计
射频识别系统微带二元天线阵的设计班级：电信一班姓名：*********学号：********1 概述当前,无论从物流管理、交通运输还是防盗应用,射频识别技术正日益引起人们的广泛关注,并在我们的生活中扮演越来越重要的角色。
而射频识别系统的天线,则在事物、软件系统与人之间搭建了联系的桥梁。
本文首先介绍几种常用类型的射频识别系统天线,并简单分析矩形微带天线的工作原理,由于微带天线具有结构简单,易于制造且体积小,成本低的优点,同时阵列天线具有较高的增益,所以本文设计用于射频识别系统的收发天线是工作在ISM频段2.45GHz的矩形微带二元阵天线,文献[1]从理论上说明了微带二元阵列天线的性能,文献[2]介绍了类似的馈电网络。
利用AnsoftHFSS9.0进行天线阵的设计,仿真和优化,使天线的驻波比、输入阻抗、增益及方向图等均满足系统工作要求。
2 射频识别系统天线类型射频识别系统在不同的应用环境中需要采用不同的天线技术来实现无线通讯,因此它的天线类型也是各式各样。
主要有线圈型、对称振子型、微带贴片型三种基本形式。
一般近距离的识别系统工作于低频段,通常采用成本较低的线圈型天线;而较远距离的识别系统大多工作在高频,甚高频甚至微波频段,则采用对称振子型或微带贴片型天线比较合适。
2.1 线圈型天线当应答器进入读写器的作用范围时,两者之间产生交变的磁场相互作用,实现信息的传输,此时天线就相当于变压器的初、次级线圈的作用。
实际使用的线圈型耦合回路的等效电路如图1所示,该振荡回路的谐振频率为,其中C2=C‘2+C p(C2是并联电容,C p是寄生电容),射频识别系统的应答器和读写器使用这个频率来进行通讯。
2.2 对称振子型天线对称振子型天线的基本构成是两根等长且同等粗细的导线成一字排列,然后从振子的中间馈电,通常振子的长度取四分之一波长的整数倍。
此外,它有多种变形,如工作在2.45GHz用于射频识别系统的对称振子天线[4,5]。
5g微带阵列天线仿真设计
要求：利用介质常数为2.2，厚度为1mm ，损耗角为0.0009的介质，设计一个工作在5G 的4X4的天线阵列。
评分标准： 良：带宽〈7%优：带宽〉7%且效率大于60%1微带辐射贴片尺寸估算设计微带天线的第一步是选择合适的介质基板，假设介质的介电常数为r ε，对于工作频率f 的矩形微带天线，可以用下式设计出高效率辐射贴片的宽度W ，即为：121()2r c w f ε-+=式中，c 是光速，辐射贴片的长度一般取为/2e λ；这里e λ是介质内的导波波长，即为：e λ=考虑到边缘缩短效应后，实际上的辐射单元长度L 应为：2L L =-∆式中，e ε是有效介电常数，L ∆是等效辐射缝隙长度。
它们可以分别用下式计算，即为：1211(112)22r r e h wεεε-+-=++ (0.3)(/0.264)0.412(0.258)(/0.8)e e w h L hw h εε++∆=-+2.单元的仿真由所给要求以及上述公式计算得辐射贴片的长度L=19.15mm,W=23.72mm 。
采用非辐射边馈电方式，模型如图1所示：图1 单元模型此种馈电方式，可以通过移动馈电的位置获得阻抗匹配，设馈电点距离上宽边的偏移量为dx,经仿真得到当dx=4mm 时，阻抗匹配最好。
另外，之前计算出的尺寸得到的谐振点略有偏移，经过仿真优化后贴片尺寸变为L=19mm,W=23.72mm 。
仿真结果图如图2，图3所示。
3.504.00 4.505.00 5.506.00 6.50Freq [GHz]-30.00-25.00-20.00-15.00-10.00-5.000.00d B (S (1,1))HFSSDesign1XY Plot 1ANSOFTm 1m 2m 3Curve InfodB(S(1,1))Setup1 : Sw eepName XYm 1 4.9500-10.3381m 2 5.0600-10.1725m 35.0000-26.9508图2 S11参数-200.00-150.00-100.00-50.000.0050.00100.00150.00200.00Theta [deg]-20.00-15.00-10.00-5.000.005.0010.00d B (G a i n T o t a l )HFSSDesign1XY Plot 2Curve InfodB(GainTotal)Setup1 : LastAdaptive Freq='5GHz' P hi='0deg'dB(GainTotal)Setup1 : LastAdaptive Freq='5GHz' P hi='90deg'图3 增益图从图中可以看出谐振点为5GHz ，计算的相对带宽为2.2%，增益为5.78dB 。
毕业设计(论文)-GPS小型化天线设计
毕业设计（论文）-GPS小型化天线设计本科生毕业论文,设计,题目, GPS小型化天线设计系部电子信息工程学院装学科门类工学订专业电子信息工程线学号姓名指导教师2012年5月12日合肥师范学院2012届本科毕业论文(设计)GPS小型化天线设计摘要随着当今世界科技和全球定位系统(GPS)的不断的快速发展，尤其是在导航、定位中的应用，使得人对GPS天线的定位和可靠性需求也随之提高，不仅仅需要GPS天线实现圆极化，而且对GPS天线的便携性、体积、及与系统集成度方面的需求也越来越高，特别是在小型化的研究上。
除此之外，还希望能有效减少GPS天线的成本，因为这正是GPS天线能够广泛推广的关键。
本论文针对具体GPS小型化天线的上述性能，在原有设计的基础上，尝试进行一些新的设计和研究，并给出了具体的设计过程和实验结果。
综述了GPS微带天线(贴片天线)的已有进展，以及圆极化和小型化在当中的应用。
关键词:GPS 微带贴片天线圆极化小型化I合肥师范学院2012届本科毕业论文(设计)ABSTRACTWith the rapid development of the Global Position System in theworld,particularly in the mobile phone business,higher and higher performance has been put forward,not only circular polarization,but also their appearance and system integration requirements,especially in the research on miniaturization.In addition,low cost is the key whether itcan be applied widely.In this thesis,some new designs and researcheshave been done towards these demands in the basis of original design.The detailed processes of designs and experimental results are presented.A survey of the previous progress in GPS antenna(microstripantenna),circular polarization and miniaturization apply in the antennas.Key words: GPS Microstrip Patch Antenna The Circular Polarization MiniaturizationII合肥师范学院2012届本科毕业论文(设计)目录一绪论 ..................................................................... (1)1.1 引言 ..................................................................... ....................... 1 1.2 GPS天线的研究现状 (1)1.3 本文进度安排 ..................................................................... ........ 2 二基本理论 ..................................................................... . (3)2.1 结构与分类 ..................................................................... ........... 3 2.2 微带天线的特点 ..................................................................... .... 3 2.3 辐射机制 ..................................................................... ............... 4 2.4 分析方法 ..................................................................... ............... 5 2.5 馈电原理 ..................................................................... ............... 8 三 GPS小型化天线技术 (10)3.1 GPS天线的圆极化 ...................................................................10 3.2 GPS天线的小型化 ...................................................................10 四 GPS小型化天线设计与仿真...........................................124.1 GPS小型化天线的参数公式 (12)4.2 圆极化矩形微带天线的设计 (13)4.3 GPS小型化天线的仿真及优化 (14)4.4 实物测试 ..................................................................... ............. 17 五总结与展望 ......................................................................19参考文献 ..................................................................... . (20)III合肥师范学院2012届本科毕业论文(设计)一绪论1.1 引言所谓天线就是探测系统和无线电波通信中非常重要的重要组成部分，它是接受与发射电磁波的一种设备。
射频圆极化微带天线设计毕业论文
射频圆极化微带天线设计摘要天线作为无线通信最为重要的部分长久以来都受到科研人员的重视以及迅速改造发展。
如今，微带天线因其自身的质量小，形状易改变而与设备共形等优势在通信领域应用极为广泛。
天线的种类多样，极化方式大致分为线极化与圆极化两种，在天线出现的初期，由于技术层面的限制，线极化天线的应用极为广泛。
但由于科技的发展和人们对信号的愈来愈严苛的要求导致线极化天线与应用层面的矛盾越发凸显。
由于圆极化天线的方向性，旋向相同接收性和抗干扰性较强，因此现代圆极化天线的应用成为当今天线的主流。
本文介绍圆极化天线的性质和缺点以及对未来的展望和改进。
关键词：圆极化天线，抗干扰，性质Designing of Rf circular polarizationmicrostrip antennaABSTRACTAs the most important part of the wireless communication antennas has long been brought to the attention of the researchers and rapid development. Today, the quality of the microstrip antenna with its small, easy to change shape and advantages, such as equipment conformal is widely applied in the field of communications. Diversity of antenna, polarized way is roughly divided into two kinds of linear polarization and circular polarization, at the beginning of the antenna to appear, as a result of the limitation of technological level, the application of linear polarization antenna is very extensive. But as a result of the development of science and technology and people's more and more stringent requirementsof the signal lead to linear polarization antenna and the application layer of the contradictions increasingly prominent. As a result of the circular polarization antenna directivity, rotate to receive same sex and anti-interference performance is stronger, so the application of modern circular polarized antenna become the mainstream of today's antenna. In this paper, the properties of circular polarization antenna and disadvantages as well as the vision of the future and improve.Keywords: Circular Polarization Antenna, Anti-interference, Properties目录第一章本论文的研究背景及研究意义 (1)1.1天线发展历史 (1)1.2微带微带圆极化天线应用的意义 (2)1.3 国内外使用背景及其发展趋势 (2)1.4本文内容安排 (3)第二章理论及技术 (4)2.1电基本振子 (4)2.2磁基本振子 (5)2.3天线基本原理及其分类 (6)2.3.1天线辐射电磁波的原理 (7)2.3.2天线的用途分类及各项参数 (7)2.4本章小结 (10)第三章微带天线基本知识 (10)3.1微带线天线简介 (10)3.1.1微带天线的工作方式 (11)3.1.2双频微带天线 (12)3.2微带天线的分析方法 (12)3.2.1传输线模型 (12)3.2.2空腔模型 (12)3.3侧馈矩形微带天线设计和同轴馈电矩形微带天线设计 (13)3.4HFSS简介 (14)第四章圆极化微带天线 (15)4.1圆极化波的性质 (15)4.2圆极化矩形微带天线的多种产生方式 (15)4.3圆极化波的参数 (16)4.4影响天线带宽的因素 (16)4.5 圆极化微带天线设计 (18)4.5.2微带圆极化天线带宽的展宽途径 (19)4.5.3圆极化天线的测量 (20)4.6传统微带圆极化天线的性能分析及其缺点改进 (21)4.6.1单点馈电圆极化微带天线的性能展示及评价 (21)4.6.2新型圆极化微带天线带宽展宽方式 (24)4.7第四章总结 (25)致谢 (26)第一章绪论1.本论文的研究背景及研究意义1.1天线发展历史作为无线电传输和侦查检测系统中不能或缺的重要组成部分，天线是电磁波发射与接收的最常见设备。
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射频微带阵列天线设计摘要微带天线是一种具有体积小、重量轻、剖面低、易于载体共形、易于与微波集成电路一起集成等诸多优点的天线形式，目前已在无线通信、遥感、雷达等诸多领域得到了广泛应用。
同时研究也发现由于微带天线其自身结构特点，存在一些缺点，例如频带窄、增益低、方向性差等。
通常将若干单个微带天线单元按照一定规律排列起来组成微带阵列天线，来增强天线的方向性，提高天线的增益。
本文在学习微带天线和天线阵的原理和基本理论，加以分析，利用Ansoft 公司的高频电磁场仿真软件HFSS，设计了中心频率在10GHz的4元均匀直线微带阵列，优化和调整了相关参数，然后分别对单个阵元和天线阵进行仿真，对仿真结果进行分析，对比两者在相关参数的差异。
最后得到的研究结果表明，微带天线阵列相较于单个微带天线，由于阵元间存在互耦效应以及存在馈电网络的影响，微带阵列天线的回波损耗要大于单个阵元。
但是天线阵列增益明显大于单个微带天线，且阵列天线比单个阵元具有更好的方向性。
关键词：微带天线微带阵列天线方向性增益 HFSS仿真Designof Radio-Frequency Microstrip ArrayAntennaABSTRACTMicrostrip antenna is a kind of antenna form with many advantages like,small size, light weight, low profile, easy-to-carrier conformal, easy integration with many other of microwave integrated circuits and so on. Now microstrip array wildly applied in the filed of wirelesscommunications, remote sensing and radar,and many other filed. While some study also found that because of the microstrip antenna’s structural characteristics, there are some disadvantages, such as narrow-band, low gain,poor directivity.Typically we use microstrip antenna elements arranged in accordance with certain laws together to form a microstrip array antenna to enhance the directivity and improve the gain of the antenna.In this paper, after learning the basic theory and principles about microstrip antenna and antenna array, I designed two kind of antenna models with 10GHz of center frequency,one is the single antenna,the other one is an antenna array with 4 single antenna .Then using Ansoft's software HFSS, optimize and adjust the relevant parameters .After that, we used the HFSS to simulate the single array element and an antenna array separay.Then analyzed the simulation results, compared to the difference in the relevant parameters. The resulting suggested that because of the presence of mutual coupling effects and the impact of the presence of the feed network between the pickets,the return loss of microstrip antenna array is greater than the single microstrip antenna array, but antenna gain is significantly larger than a single array antenna, and the antenna array the single microstrip antenna.Key words:Microstrip Array Microstrip Array Antenna Directivity Gain HFSS Simulation目录摘要 (I)第一章绪论 (1)1.1 微带天线 (1)1.2 微带天线阵 (2)1.3 设计目标和内容安排 (3)第二章微带天线和微带阵列天线的基本原理 (4)2.1 微带天线的基本原理 (4)2.1.1 微带天线的辐射机理 (5)2.1.2 微带天线的馈电 (5)2.1.3 微带天线的分析方法 (7)2.2 微带阵列天线原理分析 (9)2.3 天线的性能参数分析 (11)第三章微带阵元天线设计 (13)3.1 阵元设计 (13)3.1.1 介质基片的选取 (13)3.1.2 计算微带贴片的尺寸 (14)3.1.3 馈电与阻抗匹配 .......................................................... 错误！未定义书签。
3.2 HFSS软件简介及设计步骤.................................................... 错误！未定义书签。
3.3 微带阵列天线阵元的仿真过程 (16)3.3.1 设计阵元模型并仿真分析 (16)4.3 天线阵元的总结分析 (22)第四章微带阵列天线的设计 (22)4.1 阵元间距的选取 (24)4.2 并联式馈电网络设计 (24)4.3 微带阵列天线的仿真结果及其分析 (25)4.4 微带阵列天线的总结分析 (29)第五章设计结论和工作总结 (29)参考文献 (30)第一章绪论1.1 微带天线天线是无线通信系统中重要的组成部分之一，而天线的微型化、集成化是无线通信领域中一项关键技术，也是现代科技对天线技术的不断需求和走向，在此条件下人们提出了微带天线的概念。
最早于1953年提出，当时德尚（G.A.Deschamps）教授提出的利用微带线的辐射来制成微波天线的想法。
但是由于缺乏更进一步的理论研究和当时制造工艺水平的限制，微带天线在那时并未引起工程界的重视，没有取得实质性的发展。
微带天线真正发展、研究和应用开始于70年代。
由于微波集成技术发展需要，加上制造工艺技术（介质基片的光刻等技术）发展，使得微带天线的研究不断深入。
最终芒森（R.E.Munson）和豪威尔（J.Q.Howell）等研究人员在1972年研制出了第一批真正意义上用于实际的微带天线，微带天线的诸多优点也被人们所认知。
在近三四十年对微带天线的探究不断发展，许多科学家对微带天线展开了广泛的研究，将其研究成果应用在许多方面。
现如今微带天线已成为科学家们争相研究的热门领域，并较之前的研究取得了相当多的成果，理论及应用都有了长足发展。
相较于常用的微波天线，微带天线主要体现了如下优点：（1）体积小、重量轻、成本低，能够与集成电路很好地兼容；（2）微带天线及其阵列天线剖面低，易于与载体共形；（3）微带天线具有平面结构，可以设计成需要的形式和形状；（4）便于获得圆极化，实现双频段，双极化等多功能工作需要；（5）能和有源器件、电路集成为统一的组件；易于大量生产等。
正是由于具有上述优点，使得微带天线的应用层面非常广泛，例如：雷达精确识别与探测、地质地矿勘测、无线通信、卫星通信、便携式移动设备通信、军事电子干扰对抗等诸多军用和民用领域。
同时，由于微带天线的结构特性，存在频带窄、增益低、功率容量小、方向性差等缺点。
因此，在克服和改善这些缺点的基础上，充分发挥其优点，使其能很好地应用在实际中，是微带天线的主要研究方向。
1.2 微带天线阵将若干个相同的单个微带天线按照一定规律排列组成的天线系统，称为微带阵列天线。
相较于单个微带天线，微带天线阵具有强方向性、高增益、方向图易控制等优点。
在设计和研究阵列天线时，需要考虑天线阵阵元的类型、数目、排列方式、阵元间距、阵元上激励电流的振幅和相位以及连接阵元的馈电网络等，这些都决定着阵列天线的辐射特性。
选择合理的设计方案，可以得到满足设计需要的天线性能。
天线阵按照不同的分类条件有多种，可以按照以下几种类型分类：1、按阵元单元排列形式可分为线阵和面阵。
线阵是最常用的一种排列方式，它是指各阵元单元的中心依次等距排列在一条直线上的直线阵，也叫均匀直线阵。
也可以各单元的中心等间距地排列在一条曲线上，比如均匀地排列在圆周上，也是线阵。
若干个线阵按照一定间隔排列在某个平面上，就构成了平面阵。
阵元排列方式也可以是三维平面，例如各单元中心排列在某个球面上，则构成了球面阵。
2、按最大辐射方向图形指向可分为侧射阵列天线、端射阵列天线、和非侧射非端射阵列天线。
侧射（也称边射）天线阵是指最大辐射方向为与阵元排列面垂直的方向的天线阵。
端射阵列天线是指最大辐射方向指向与阵元排列平面平行方向的天线阵。
非端射非侧射天线的最大辐射方向则指向与上述两方向不同的其他方向。
3、按照天线阵的在使用功能上的区别，可以将天线阵划分为同相水平天线、频率扫描天线、相控阵天线、多波束天线、信号处理天线、自适应天线等。
由于天线阵的辐射电磁场是组成该阵列天线各个阵元单元辐射电磁场的矢量和，且各阵元单元的位置、馈电电流振幅和相位等可以独立调整，我们可以调整阵元的距离和相位，使其方向图在同一个方向有最大辐射，那么阵元的矢量叠加使得天线阵具有单向辐射的功能。
由于单个微带天线的增益通常都比较低，而且波束比较宽，方向性差，所以单个使用的效果不好。
将若干微带天线组成微带阵列天线，可以很好解决这些缺点，从而应用在对性能要求更高的实际中。