一种高性能的微带全向天线设计与分析
宽带圆极化微带天线分析与设计
宽带圆极化微带天线分析与设计一、本文概述本文旨在深入探讨宽带圆极化微带天线的分析与设计。
随着无线通信技术的飞速发展，天线作为无线通信系统的关键组成部分，其性能直接影响到整个系统的传输质量和效率。
宽带圆极化微带天线作为一种重要的天线类型，具有宽频带、圆极化、低剖面、易集成等优点，因此在卫星通信、移动通信、雷达系统等领域具有广泛的应用前景。
本文将首先介绍宽带圆极化微带天线的基本原理和特性，包括其辐射机制、极化特性、带宽特性等。
随后，将详细分析宽带圆极化微带天线的设计方法，包括天线尺寸的选择、馈电方式的设计、介质基板的选取等。
在此基础上，将探讨影响天线性能的关键因素，如阻抗匹配、交叉极化、增益等，并提出相应的优化策略。
本文还将通过具体的案例分析，展示宽带圆极化微带天线在实际应用中的性能表现。
通过对比分析不同设计方案下的天线性能，为工程师和研究者在实际应用中提供有益的参考。
本文将总结宽带圆极化微带天线的设计与优化策略，并展望其未来的发展趋势和应用前景。
通过本文的研究，旨在为宽带圆极化微带天线的分析与设计提供理论支持和实践指导。
二、圆极化微带天线的基本原理圆极化微带天线是一种能够在空间中产生圆形极化波的天线，它具有独特的电磁辐射特性，广泛应用于无线通信、雷达探测和卫星通信等领域。
了解圆极化微带天线的基本原理对于其分析与设计至关重要。
圆极化波是一种电磁波，其电场矢量在空间中随时间旋转，形成一个圆形的轨迹。
圆极化微带天线通过特定的设计和构造，能够在其辐射区域内产生这样的圆形极化波。
这种波形的特性在于，无论接收天线的极化方式如何，圆极化波都能在一定程度上被接收，因此具有更好的抗干扰能力和更广泛的适用性。
圆极化微带天线的基本原理主要基于电磁场理论和天线辐射原理。
它通过在微带天线的辐射贴片上引入特定的相位差，使得天线的两个正交分量产生90度的相位差，从而形成圆极化波。
这种相位差可以通过在辐射贴片上刻蚀特定的槽口或引入附加的相位延迟线来实现。
一种小型微带宽带全向天线的设计
一种小型微带宽带全向天线的设计孙鲁兵摘要：随着无线通信技术的高速发展，在通信基站等多类系统中，全向天线得到了越来越广泛的应用，对全向天线的性能要求也越来越高，微带全向天线具有工艺简单和成本低廉等优势，成为全向天线设计的新潮流。
宽带天线在天线应用中具有较高的适应性。
基于这几类天线的优点，本文设计了一种小型的微带宽带全向天线，该天线的尺寸很小，仅为30mm*20mm*0.813mm，它由印刷在介质板上的偶极子组成，以此来实现全向辐射。
该天线通过微帶线侧馈的方式进行馈电。
仿真结果表明，该天线的相对带宽较宽，约为17.5%（4.83～5.76GHz）;在该频带内，天线具有较好的水平全向特性，且天线的最高增益达到了3.2dB。
主瓣方向在整个工作频段内保持相对稳定。
关键词：小型化;微带天线;全向天线DOI：10.12249/j.issn.1005-4669.2020.27.3281引言随着无线通信的飞速发展，对通信系统所需天线性能指标的要求也越来越高。
全向天线可以与水平面360度范围内的目标进行通信，因此被广泛用于移动通信、卫星通信、无线传感器以及空间飞行器等通信设备中。
宽带天线能够最大程度上满足大容量、高速度、高适应性等信息传输的要求，并且一副宽带天线有可能应用于多种不同的通信系统。
进而减少体统中天线的数量，实现通信系统的小型化。
微带天线因其加工工艺简单，成本低，剖面低，可集成化度高等优点有其得天独厚的优势，在当今超薄化、小型化的天线要求下发挥了巨大的作用[1-4]。
本文中，提出了一种小型化的微带宽带全向天线。
该天线结构十分简单紧凑，有利于集成加工以及阵列天线的设计。
该天线在工作频段内表现出良好的水平全向辐射特性，并且具有较高的增益和较宽的带宽及较小的不圆度。
2天线结构设计本文设计的微带宽带全向天线结构如图1所示。
该阵列天线使用的介质板为RO4003C，其尺寸为30mm*20mm*0.813mm。
该天线包含一对偶极子作为辐射单元，将传统的偶极子天线转换到一个平面上，大大缩小了天线的体积，结构紧凑并进行了双面设计，偶极子的两臂分别刻蚀在介质基板的正面和背面。
一种可用于北斗卫星信号接收的微带天线设计
一种可用于北斗卫星信号接收的微带天线设计杨永军【摘要】基于微带天线技术提出一种应用于北斗导航系统的新型天线设计。
该天线采用FR⁃4衬底上的弯曲微带和含有通孔的微带贴片实现。
天线的小型化设计可使其更好地应用于北斗导航之中。
与此同时，与常规的天线相比，该天线拥有更好的反射系数。
实验结果表明，这里设计的天线非常适用于北斗导航系统，进而可应用于车辆导航系统之中。
%A novel antenna design method forcompass/BeiDou navigation satellite system (CNSS) has been proposed in this paper. The antennas are implemented by meandering micro⁃strips and the micro⁃strip patch with via⁃hole on FR⁃4 sub⁃strates. The miniaturization design of the antenna can make the antenna used for BeiDou navigation much better. In addition, the microstrip antenna can achieve better reflected coefficient than conventional antennas. The experimental results showed that the proposed antenna is suitable for CNSS and also can be applied to the vehicle navigation system.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2015(000)007【总页数】3页(P58-60)【关键词】北斗导航系统;微带天线;天线设计;卫星信号接收【作者】杨永军【作者单位】天津大学电子信息工程学院，天津 300072【正文语种】中文【中图分类】TN965+.2-34;TP751中国的北斗导航系统正在迅速的发展，并将广泛应用于诸多领域中。
宽带多频全向微带天线的研究与设计
宽带/多频全向微带天线的研究与设计本文利用数学建模的方法分析了旋转对称结构微带天线的远区辐射场,得到了13个有关于辐射场相位和幅度的性质。
然后以这些性质为基础设计制作了8款旋转对称结构的宽带或多频全向微带通信天线。
1. 低剖面窄带全向圆极化微带天线低剖面窄带全向圆极化微带天线以中心馈电的圆形微带天线为基础,旋转对称地加载了6组涡旋槽和短路柱,分别用于控制远场的水平极化和垂直极化。
该天线具有尺寸小、剖面低、结构简单、全向性好、俯仰面波束宽度宽的特点。
2. 宽带全向圆极化天线宽带全向圆极化天线以低剖面窄带全向圆极化微带天线为原型,通过减小地板半径、减小介质半径、增加天线高度来拓宽其工作带宽,并保持原有的全向圆极化辐射特性不变。
该天线同时工作在三个模式,它们分别为：TM01模式、圆盘顶部加载单极子模式、TM02模式,这三个模式可以合并成一个通带,从而得到了较宽的工作频带。
经测试得到：该天线在远场辐射右旋圆极化波,阻抗带宽为57.9%,轴比带宽为51.7%。
3. 宽带超低剖面圆极化微带天线宽带超低剖面圆极化微带天线以中心馈电的圆形微带贴片天线为基础,旋转对称地加载了短路柱和分支结构,分别用以控制θ极化和φ极化。
该天线同时工作在三个谐振模式下,其中第一和第三个谐振模式分别为圆形微带天线的TM01模式和TM02模式,第二个谐振模式处于他们中间受控于分支结构。
该天线宽带工作且辐射锥形右旋圆极化波,阻抗带宽为35.4%,轴比带宽为38%,其剖面高度为0.025λ,最大增益可达4.2 dBic。
4. 应用于大型金属载体平台的宽带低剖面圆极化天线应用于大型金属载体平台的宽带低剖面圆极化天线以中心馈电的圆形微带贴片天线为基础,旋转对称地加载了准椭圆槽、径向槽以及短路柱。
其中准椭圆槽和径向槽用于控制远场φ极化,短路柱用于控制远场θ极化。
该天线同时工作在准椭圆槽的一对简并模式下,且该天线在这对简并模式下拥有相似的贴片表面电流分布,能够在远区辐射锥形左旋圆极化波。
带短路匹配枝节的微带全向天线设计与分析
Ｋ ｅ ｗｏ ｄ ｍｉｒｓｒｐ ｏ ｉｉｅ ｔ ｎ ｌａ ｔｎ ａ ｍｉｒｓｒｐｇ ａ ｉｎ ｔ ｃｕ ｅ；Ａ ／ ｈ ｒ－ｉ ｕｔｍａｃ ｉｇｓｒ ｃｕｅ ｙ ｒｓ ｃｏ ｔ ｍｎ ｄｒｃｉ ａ ｎｅ ｎ ； ｉ ｏ ｃｏｔｉ ｄｅ ｔ ｒ ｔｒ ｒ ｓｕ ４ ｓ ｏｔｃｒ ｉ ｃ ｔｈｎ ｔ ｔｒ ｕ
在 移动通 信 领域 中 ，全 向高增 益 天线 有着 广 泛 的 应用 。微 带交 叉 阵 子 天 线 作 为 一种 全 向 高增 益 天 线 ，
以其 结构 简单 ，匹配容 易 ，便 于批 量生 产 以及 造 价低 廉等 优点 受 到重视 。一 般 的微 带 交 叉 阵 子 天线 如 图 １ 所示 ，这 种结 构在 仿真 和 实测 中 ，方 向图 畸变 比较 严
Ａｂｓｒ ｃ Ｉ ｃｕ ｉｇ ｔ ｃｏ ｔｉ ｒ ｄ ｅ ｔｓｒ ｃｕ ｅ ａ ｄ ｓ ｏｔｃｒｕ ｔｍａｃ ｉ ｇｓｒ ｃｕ ｅ， ｔ ｅ ｍｉｒ ｓｒｐ ｏ ｎ ｔａ ｔ ｎ ｌ ｄ ｎ ｈｅｍｉｒ ｓｒｐ ｇ ａ ｉｎ ｔｕ ｔ ｒ ｎ ｈ ｒ— ｉｃ ｉ ｔｈ ｎ ｔｕ ｔｒ ｈ ｃ ｏ ｔｉ ｍｉ— ｉｉｅ ｔ ｎ ｌａ ｔ ｎ ａ ｐ ｏ ｏ ｅ ｉ ｈｓ ｐ ｐ ｒ ｍｐ ｏ ｅ ｎｅ ｎ ｍｐ ｄ ｎ ｅ ｄ ｒｃｉ ａ ｎｅ ｎ ｒ ｐ ｓ ｄ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ｉ ｒｖ ｓ ａ ｔｎ ａ ｉ ｅ ａ ｃ ｍａｃ ｉ ｇ， ｒｄ ｃ ｓ ｔ ｅ ａ ｔｎ ａｓ ｏｔｇ ｏ ｔｈ ｎ ｅ ｕ ｅ ｈ ｎｅ ｎ ＇ ｖ ｌａ ｅ ｓａ ｄ ｎ ｖ ａｉ ｎ ｎ ｒａ ｅ ｈ ａｎ ｏ ｈ ｎ ｅ ｎ ． Ｔｈ ｈ ｓｃ ｌａ ｔ ｎ ａ ｉ ｄ ｆａ ｓｒｅ ｆ ｃ ｏｔｉ — ｔｎ ｉｇ ｗａ ｅ ｒｔｏ ａ ｄ ｉｃ ｅ ｓ ｓｔ ｅ ｇ ｉ ｆｔ ｅａ ｔｎ ａ ｅｐ ｙ ｉａ ｎｅ ｎ ｓｍａ ｅｏ ｅ ｉｓｏ ｍｉｒ ｓｒｐ Ｕ ７ ｎｔ． Ｉ ｈ ｉｓ ｎ ｔｅ￣ｅ ｕ ｎ ｙｒ ｎ ｅ ｏ ０ ～２ ４ ３ ５ ＭＨｚ， ｔ ｅｍｅ ｓ ｒｄ ＶＳ Ｒ ｓｌ ｓ ｈ ｎ １ ３ ｑ ｅ ｃ ａ ｇ ｆ２４ ０ ８ ． ｈ ａｕｅ Ｗ ｉ ｅ ｓｔ ａ ． ５， ａ ｄ ｔ ｅａ ｅａ ｅｇ ｉ ｎ ｈ ｖ ｒ ｇ ａｎ ｉ Ｂｉ Ｕｓｎ ｒ ａｃ ｄ ｄ ｍｉｒ ｓｒｐ ｕ ｉ ａ ｎ ｒａ ｅ ｔｅ ａ ｔｎ ａ ｇ ｉ Ｔｈ ｎ ｅ ｎ ｓ ｓ ｉａ ｌ ｏ ｂｌ ｓ９ ｄ ． ｉ ｇ ｍｏ ｅ ｃ ｓ ａ ｅ ｃｏ ｔｉ ｎ ｔ ｃ ｎ ｉ ｃｅ ｓ ｈ ｎｅ ｎ ａｎ． ｓ ｅ ａ ｔｎ ａ ｉ ｕｔｂ ｅ ｆｒ ｍｏ ｉ ｅ ｃ ｍｍｕ ｉａｉｎ ｂ ｓ ｔｔｏ ｓ ｏ ｎ ｃ ｔｏ ａ ｅ ｓａｉｎ ．
2.45GHz微带天线设计毕业设计开题报告
南京工程学院毕业设计开题报告课题名称： 2.45GHz微带天线设计__________ 学生姓名：____________________________________ 指导教师：____________________________________ 所在系部：通信工程学院 ____________ 专业名称：____________ 电子信息工程 ____________南京工程学院2014年3月1日说明1．根据南京工程学院《毕业设计（论文）工作管理规定》，学生必须撰写《毕业设计（论文）开题报告》，由指导教师签署意见、教研室审查，系教学主任批准后实施。
2．开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。
学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。
3．毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。
其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。
第一次出现缩写词，须注出全称。
4．本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于2000 字，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。
5．开题报告检查原则上在第1~3 周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。
毕业设计（论文）开题报告2.45GHz 微带天线 、设计内容与要求: 1、 中心频率2450MHz 带宽20% 增益：大于 6dBi ;阻抗匹配良好 2、 利用HFSS 软件仿真设计或ADS 仿真设计。
3、硬件制作、调测。
二、设计主要任务： 本设计以单片机为核心，设计了一个基于 GSM 短信模块的包含不同测温需求 以及存储、报警等功能的无线测温系统。
系统主要由温度采集与信息传输两个部分 组成：温度传感器 DS18B20现场检测的温度直接以单总线的数字方式传输给单片 机。
当单片机发生串口中断时， 单片机启动TC35i 模块，读取短信内容和手机号码， 根据内容通过信息采集系统采集所需的数据， 然后将采集到的数据进行 Text 编码, 通过GSM 网络发送给用户，这样就满足了远程测温的要求。
一种圆柱共形的全向微带天线
一种圆柱共形的全向微带天线第1期潘中伟等:对流层折射率起伏的基本规律95圉1山区地面空气折射率起伏功率谱的典型饲于Fig.1Atypicalpowezspe~'alofau~aeeairfrt【yfluctuationinmouma~—日08,,;要,,\.o.217w,\ooD217tt,tt1,,\,,It|÷ttit|ttttt,,/,,,n00"",,0210100H7Js圉2山区地面空气折射率起伏功率谱的平均结晕,圉中虚墁包含的范圈是一倍均方根包音的蓖圈Fig.2The—Bp呷ETsp睇Hinmount~nn一6结论通过以上分析我们可以得出:折射率起伏随高度的变化,在某一高度上可能会最强,这种情况可由结构函数随高度的变化看出.折射率起伏随季节的变化一般情况是强度和尺度夏季较大冬季较小,春秋两季相仿并处于两者之间,折射率起伏随地区存在差异,然而起伏基本规律一致,起伏强度和尺度均随取样长度增长而变大.参考文献1MGedyC.Thom~JR..F.E.M,andK.C.作者倚舟见1996年第2期Allen.MeasurementoftheⅡ-rOwe~ructureconant~~ofih.IEEET№onAntenram&Propagation?1980,AP一28(2],278--280(下接90页)4K.M.Luk.K.F.LeeandJ.&D~hele?Analysisofthe~y]indrlcal——re~angularpatchtIEEET~nns.∞AP.1989,AP一37(2);l43—1475钟厢时?傲带天线理论与应用?西安t西安电子科技大学出撤社,1991年:127—1716T.Mba8hy,SM.A]i仰dI-Akong?~nputimpedancenndradiationpattern0fCy]indrlca|--rectangu-la…dwra口…ndmlcrostripant…a.IEEETr~ns.onAP,1990.AP一38(3)I722—731尹应增西安电子科技大学副教授,磺士.主要从事天线理论与工程及电薯散射的CAD及CAA研究.羹书l西安电子科技大学副教授,博士,主要从事电磁场与徽波技术方面的科研与教学工作.并对神经计算,分形等新学科进行了深入研究.蒯其中西安电子科技大学教授.博士生指导教师.长期矾事天线,傲墟,电薯理论的科研与教学工作?取得过多科研成晕.第12卷第1期电波科学1997年3月CHINESEJOORNAL0FRADIOSCIENCEV o1.12.No.1March.1997一种圆柱共形的全向微带天线'尹应增龚书喜/刘其中,———'_一————～(西安电于科技大学天线所,陕西西安710071)提出1一种全向的面柱共形矩形微带天线.阐述了这种在薄面柱形介质基片上的矩形微蒂足线的分析方法~,-itit方法,并蛤出了理论和实验结果,证实这种天线在垂直于柱休轴的平面内辐射出全向性的方向固. AConformalOmniMicrostripAntennawithCylinderYinY'mgzengGongShuxlLiuQizhong(XidhnUnlvei~[ty,X'an,Shan=i710071,China)AbstractlIntl|i8paper,anovelomnimicr0stDantennawhichisconformalwithcylinderispre- sented.Amethodforanalysisanddesnoftherectangularmlcr~tripantennasonathincylindric alsobstrateisdescr/bed.Numericalandexperimentalresultsagivefttoil|ustratethatthean~nna canbemadetOtadlate8ncannidirectionalpatternnormaltOtheaxisofthecylinder. Keywords..Micr~tripantenna,Co.formalwithcylinder—omnidirecti0T|a1pattern1引言微带天线以其重量轻,体积小,低轮廓,易于和载体共形等优点而闻名于天线领域.矩形微带天线更容易和曲面载体共形而被广泛应用于飞机,导弹等的通讯控制设备中":.在实际应用领域,对于象导弹这种在行进中做高速旋转的载体,它对通信天线的要求是在垂直于弹体轴的平面内产生近似圆形的辐射方向图,亦即要求其为全向性的天线.当工作波长远大于柱体直径的情况下,A.D.Krall"等人已经提出用四分之一波长的微带天线缠绕在柱体上,可在垂直于弹体轴的平面内得到全向性的辐射方向图.其主极化波与导体柱轴相一致.而当工作波长可以和柱体直径相比拟时,要实现全向性的辐射方向图还未见到有关报道.为此,本文研究了和柱体共形的矩形微带天线,提出了一种新型的和柱体共形的矩形微带天线,当柱体半径可以和波长相比拟时,其可以在垂直于柱体轴的平面内辐射出近似圆形的方向图. 对于和柱体共形的矩形微带天线已有不少文献进行过研究.例如KrowneEs)计算了考虑曲边效应的矩形微带天线的谐振频率.文献[4]中在薄介质基片的假定下,利用模式展开法通过本文1996年5月收割第l期尹应增等:一种圆柱共形的垒向微带天线97计算曲片贴片四周的等效磁流对这种天线的谐振频率,输入阻抗及远区辐射场进行了研究文献Is]中利用了柱坐标系下的并矢格林函数方法研究其辐射及输入阻抗等特性.通过参阅大量的文献.本文基于模式展开法对与柱体共形的矩形微带天线特性进行了详细的研了柱体半径对天线辐射性能的影响.并且发现这种柱矩形微带天线具有很强的后向辐射特性.在此基础上提出了一种新型的全向微带天线——和柱体共形的矩形微带天线.通过适当选取弹体半径与工作波长之关系,就可以利用这种和柱体共形的矩形微带天线在垂直于弹体轴的平面内获得近似圆形的辐射方向图,并进行了设计与测试.实验与理论结果都证实了和柱体共形的矩形微带天线可辐射出全向性的方向图.2理论分析本文研究的和柱体共形的矩形微带天线如图1所示.该曲边矩形微带天线的直边长度为26,曲边长度为2(R+^).其中R为圆柱体半径,,h分别为介质基片的相对介电常数和厚度.2为贴片曲边所对应的圆心角.馈电点探针的位置用F点表示,其坐标为(,z).依据模式展开法或称空腔模型理论,通过假定工作波长》^,h<<2b及^《2(R+^).把贴片与接地板之间的空间看做是四周为磁壁.下,上为电壁的谐振空腔,则基片内的电场只有分量,且沿P方向不变.当^《R时,对应于其工作模式TM模的谐振频率,1可表示为:,1一?面mJz+(1)其中c为真空中光的传播速度.为计入边缘效应图l柱一矩形徽带天线结构的影响.式(1)中的应用有效介电常数来代Fig1The…of一…ngu]m瑚t替,直边长度2b和曲边长度2(R+^)应计入四hy"周介质边缘的影响,亦即应计入一个延伸长度后的有效长度.此时,曲边贴片的内场可以表示为:"['.cos(嚣.zj其中c-是TM模的展开系数,可由文献[4]中给出.那么在贴片与金属柱体之闻的腔体四周,其磁流丽可写为:蔚一E×这里为腔体壁的外法向单位矢量.则由磁流厨产生的远区辐射场为:一Enhe-.j~,.[1一(～].薹[描州,m,(Ca)))23((1●●J)98电波科学第12卷等川,一卜量㈨m一声)=os(一州I(8")一J:'等d=H为第二类P阶Hankel函数'H为H的导数.对于工作在主模(TMo模)的情况下,由式(4)可得其远区辐射场为: 日一砉'南E=式,一式(5)可得—E.~sln(—kbeosS).咝.c0s(一确)].cos#(k/~inS)H一一2.a一埘';:,是与,无关的常量.那么在垂直于柱体轴的平面内即一/2,由一0(6n)=丘?∑?c0g[声(一卿)](6'可见,工作于TM.模的曲边矩形微带天线在垂直于柱体轴的平面内其主极化为水平极化.3数值结果及讨论利用上述理论,编制了FORTRAN通用计算程序.为校验程序的正确性,分别用文献r3][妇的数据做丁对比计算,计算结果与文献结果一致.为节省篇幅,这里不在给出.数值结果表明,这种和柱体共形的矩形微带天线具有很强的后向辐射特性,且其方向图对介质厚度h的变化并不敏感.图2中给出了特定的圆柱体半径(R=60ram)和介质厚度(^一I.Omm)及介电常数(e,一2.55及:1.06),对不同的计算的垂直于柱体轴平面(亦即x—Y平面)的远区方向图.可见在给定柱体半径R的情况下,通过适当地选取曲边贴片的曲边长度(对应于不同的)就可以在垂直于柱体轴的平面内(即x—y平面)获得近似圆形的辐射方向图,亦即这种天线具有全向性.由于曲边长度的改变又对应于天线谐振频率的改变.因此对于给定柱体半径,可通过适当选取工作频率在垂直于柱体轴的平面内获得全向的辐射方向图.在工程上通常是柱体半径及工作频率都确定的情况下,也可以获得与柱体轴垂直的滚动面内全向的辐射特性.这可分两种情况来考虑:第一,当柱体圆周长小于工作波长的一半时,可通过缠绕或采用四分之一波长矩形片来获得全向的辐射特性.第二,当柱体的周长大于工作波长^的一半时,可通过选取适当的介质参数或采用长贴片(如3/2波长的贴片)来获得全向的辐射方向[訇【"第1期尹应增等:一种圃柱共形的全向擞带天线99更详细的设计请参阅有关文献.本文提出的全向天线是在柱体半径或工作波长之一可选定的情况下获得的.田2不同对一面方向田的髟响(a)=1.06lR一60ram,^=1turn(b)=2.55,R60mm.^一lmmt,,,2700圉3得的x—y平面方向田=2,55.R一60ram,^1.5ramYiZ.3Me~sureclradiation~tternofx—yF2TheMfactionofdiffe~em¨heradiationpatternofx—Y在此基础上,实际制做如下尺寸的天线单元R=60ram,^一1.5ram,=2.5,b=10ram,2~=235.制做在一个空心的金属柱体上,并通过探针背馈结构馈电.和常规矩形微带天线一样,通过适当地选取馈电点的位置(,6),可使其与50ft同轴电缆相匹配".].并且很容易将谐振频率点的驻波比调到1.05以下.经实际测试,其驻波比小于2的绝对带宽约为1MHz.测得其在垂直于弹体轴的平面内的方向图如图3所示.此平面内方向图的起伏在±2.5dB,得到了所需的方向图.值得一提的是,所测得的方向图并非在最佳R与的条件下测得的.同时,从式(6)可以看出,其直边尺寸b与其辐射效率有关.本设计b选择得较小(与波长相比).因此其辐射效率较低,经实测其辐射效率与单极子相当.适当地选取b的大小,可以获得较高的辐射效率].4结论本文研究了和柱体共形的矩形微带天线的辐射特性,证实了这种天线可在垂直于柱体轴的平面内获得近似圆形的辐射方向图.并通过实际的设计与测试,实现了这种可与柱体共形的全向天线.这种天线不仅易于和圆柱载体共形,并且可以得到全向辐射方向图,因此可广泛地应用于高速飞行的弹体,机载,车载,舰载等的移动载体.参考文献1[美]I,工.皂尔,p.布喑蒂置着.粱联悼.寇廷曩译,擞带天线.北京t电子工业出版社.1985年6l一70gA.CLKraUaI..Thomrdndcrostrlpant卵n&Ianw~rn$11ant巳衄a.IEEETr∞onAP.1979.AP一27(6)t85O～B533C.M.Krawe?臼HI-dca1.rectangularmlcrostrlp∞t∞na 匝EETrana.OII,A,l983,AP—SI(I).194一I99(下转95页)。
一种高性能的微带全向天线设计与分析
在移动通信领域中，全向高增益天线有着广泛的应用。
微带交叉阵子天线作为一种全向高增益天线，以其结构简单，匹配容易，便于批量生产以及造价低廉等优点受到重视。
一般的微带交叉阵子天线如图1所示，这种结构在仿真和实测中，方向图畸变比较严重，天线的电压驻波比也比较差。
文献给出了一种改进的方案，将微带天线的地面做成梯形结构，如图2所示。
这在一定程度上改善了天线性能。
文中给出了该结构天线的仿真和实物测试结果，以便与本文提出的微带全向天线作比较。
文中所提出的微带全向天线如图3所示。
该天线除了采用微带渐变结构和电感匹配器外，还在天线的顶端加载了λg／4短路匹配枝节。
仿真和测试表明，该天线同文献中提出的天线相比较，具有更好的电压驻波比和更高的增益，是一种高性能的微带全向天线。
图1 微带交叉阵子天线示意图1 微带交叉阵子天线的基本原理微带交叉阵子天线的基本结构如图1所示。
将每段微带传输线的地面看成同轴线的外导体，导带看作同轴线的内导体，其与传统的COCO天线具有相似的结构。
同样，微带交叉阵子天线也是由多个λg／2的微带单元级联而成，天线的地面和导带在介质基片的两侧交替放置，从而利用交叉连接来实现倒相。
由于交叉连接点的不连续性形成辐射，使得这种结构存在两种模式，即传输模和辐射模。
对于传输模，由于波沿导带和接地板的内表面传输，而且微带传输线是均匀的，所以在分析时不考虑空间的辐射。
而辐射模，则是由于各接地板的交替处电压源激励起的辐射电流存在于接地板的内外表面，从而形成辐射。
同COCO天线一样，微带交叉阵子天线也是一个阵列天线。
由阵列天线的基本理论可知，对于远场区，天线的归一化方向性函数为天线的增益为其中，η为天线的辐射效率；D为天线的方向性系数。
2 微带交叉阵子天线的设计与分析基本的微带交叉阵子天线如图1所示，实验证明，该结构天线的方向图畸变比较严重，而且带内电压驻波比也不理想。
为了改善天线的性能，将天线地板设计成梯形结构，并在每个微带单元导带的中间加载一个矩形贴片，用于对天线进行调谐，此时的天线结构如图2所示，这在一定程度上改善了天线的阻抗特性。
小型宽带高增益微带天线分析与设计的开题报告
小型宽带高增益微带天线分析与设计的开题报告一、选题背景及意义随着电子产品的广泛应用，需要在其内部集成各种功能，从而减小设备尺寸，提升设备性能。
微带天线作为一种新兴的天线结构，既具备重量轻、体积小的特点，同时又能保持较好的性能，为电子设备的设计提供了新的选择。
然而，由于微带天线的参数设计涉及到多个参数的优化，例如天线尺寸、介质常数等，如果单纯使用经验公式，很难优化获得性能最佳的微带天线方案。
因此，开展小型宽带高增益微带天线分析与设计的研究意义重大，有助于提高微带天线的性能和应用范围。
二、研究内容及步骤本项目旨在通过对微带天线参数的优化设计，实现小型宽带高增益微带天线的研究。
具体内容及步骤如下：1. 熟悉微带天线基本原理和结构，学习微带天线性能测试方法，并了解常见微带天线的结构特点和性能分析方法。
2. 分析和研究小型宽带高增益微带天线的设计方法和参数优化策略，探究各参数的影响规律和优化方式，制定设计方案。
3. 使用仿真工具进行微带天线的设计仿真，对天线的性能指标进行分析和评估。
4. 制作并测试实际微带天线样品。
可以通过印制电路板等方式来制作微带天线样品，并进行性能测试，以验证仿真分析结果的准确性。
5. 小型宽带高增益微带天线方案优化。
根据实验结果，进一步改进微带天线的设计方案，并进行仿真和实验验证，直至获得性能更优的微带天线方案。
三、研究预期成果经过本项目的研究与实验，预计可以获得以下预期成果：1. 建立小型宽带高增益微带天线设计优化方法，提高微带天线的设计效率和设计精度。
2. 研究获得小型宽带高增益微带天线的仿真分析和实际测试结果，从而了解微带天线的性能表现规律，为微带天线领域的研究提供论据。
3. 获得一种性能较优的小型宽带高增益微带天线方案，为微带天线的应用提供更高效可靠的解决方案。
四、研究计划与进展本项目计划于2021年起，历时1年完成，预期实现以下目标：1. 2021年3月-6月，完成文献综述和理论基础的学习和研究，制定小型宽带高增益微带天线分析与设计方案。
微带全向共形天线设计的开题报告
微带全向共形天线设计的开题报告一、研究背景随着无线通信技术的发展，天线在无线通信中的作用越来越重要。
全向天线作为一种通用的天线类型，具有覆盖范围广、易于安装等优点，在无线通信领域中得到了广泛应用。
然而，传统的全向天线在频带宽度和天线尺寸方面存在一定限制。
为了解决这些问题，共形天线被提出，该类型天线可以在更小的物理尺寸内实现更广泛的带宽和更好的性能。
二、研究目的本文旨在设计一种新型的微带全向共形天线，以实现更高的工作频率范围和更好的性能。
具体目标如下：1. 设计出一种具有较大频带宽度和低回波损耗的共形全向天线。
2. 通过仿真分析来验证所设计天线的性能。
3. 对所设计的天线进行优化，提高其性能指标，以满足通信系统的需求。
三、研究内容和方法研究内容：1. 综述传统全向天线、共形天线和微带天线的相关研究成果。
2. 设计一种具有共形结构的微带全向天线，并利用电磁仿真软件对其性能进行仿真分析。
3. 优化所设计的天线的性能指标，在保证全向性的基础上，提高频带宽度和辐射效率等性能参数。
研究方法：1. 借助天线仿真软件CST Studio Suite进行电磁分析和天线设计。
2. 对所设计的天线进行场分布、回波损耗、辐射特性等方面的仿真分析，评估其工作性能。
3. 通过对天线的结构参数进行优化，实现所需的性能指标和参数。
四、研究意义和应用前景在通信系统中，全向天线作为一种通用的天线类型，被广泛应用于基站和移动终端等设备中。
传统的全向天线在频带宽度和天线尺寸方面存在一定限制，因此，共形天线作为一种新型的天线类型，逐渐得到了广泛的关注和研究。
而本文所设计的微带全向共形天线具有更广阔的工作频率范围、更高的辐射效率和更小的尺寸等优点，可以满足通信系统对天线的高性能和小型化的需求。
因此，该研究具有很高的实际应用价值和广阔的应用前景。
五、研究进度和计划安排目前，本文正在进行传统全向天线、共形天线和微带天线的综述工作，预计下一步在进行天线设计和仿真分析的基础上，对天线结构进行优化，最终完成微带全向共形天线的设计和制作，以验证其实际性能和应用价值。
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。
一种新型天线的设计和分析
【］ ３ 郭硕鸿， 电动力学，高等教育出版社，２ ０ ． ０９
信 范围，使其在较 大的空间立 体角中都有很 强的信号接 收能力 。测试 和分析 结果表 明 ，该天 线性能达到预 期 目的，且 兼有抗干扰 性强的优 点。 关键词： 新型 天线 ；通信 范围 ；抗干 扰能力 中图分类号 ：Ｔ ８ 献标识码 ：Ａ 文 章编号：１ ７ —７ ９ ２ １ ）１ １ ０ ５ ０ Ｎ １ ５ ７（ ０ ０ １０ ５ － １ ６
２ ３测试 结 果分析 ．
图 ３
由图可见 ，改装 的新 型天 线 可控 制 的横 向范 围变 大 。普 通定 向天 线 约 在 ６。一 ０ Ｏ ９ 。之 间有较 高 的信 号强 度 ，通 信 范 围只有 约３ 。 ，而 改装 后 的天 ０ 线 ３ 。一Ｏ Ｏ ６ 。和 １０ １０ ０ 。一３ 。问都 有较 高的信 号强度 ，通信 范 围是原 天 线 的 两 倍 。另外 由 图可 得 ，原定 向天线 抗 干扰 能 力差 ，信 号 强度 极 不稳 定 ，而 改进后 的天 线信 号 强度稳 定 ，抗干 扰 能力较 强 。
【 高科技产品研发 】 √ 褥
一
种 新 型 天 线 的设 计 和 分 析
马晓飞 万 璐 王成亮 孙瑞 良 亓夫军
青 岛 ２６０ ） ６ １０ （ 中国海洋大学 信息科学与工程学院物理系 山东
摘
要： 介绍一种 新型天线 的设计方 法和测试 及分析 结果 。该新型天线 由两个定 向天线 串联而成 ，因此 既有定 向天 线在某 方向信 号很强的优势 又增 大其通
图 ２
图 １
２一
建 立点 对 点的无 线局 域 网 ，一端 使用 笔 记本 内置无 线 网卡和 天 线 ，另 端用 原定 向天线 和 改进 的新型 天 线分 别测试 。使用 ＲＡＴ Ｋ Ｔ８ ８Ｗ ｒ ｌ Ｅ ＬＥ ＲＬ １７ｉ ｅ
宽带多频全向微带天线的研究与设计
二、宽带全向天线的应用场景
宽带全向天线广泛应用于各种无线通信系统中，以下是一些典型的应用场景：
1、无线局域网：无线局域网（WLAN）是一种常见的宽带无线通信技术，宽带 全向天线可以用于提高WLAN信号的覆盖范围和传输速率。
2、无线城市：无线城市是一种基于宽带无线通信技术的城市范围网络，宽带 全向天线可以用于提高网络覆盖范围和信号质量。
在设计馈电网络时，采用同轴馈电方式，可以有效地将输入信号均匀分布到微 带天线上。此外，为了实现小型化，采用高介电常数的基板，以便在更小的空 间内实现良好的辐射性能。
在构建天线阵列时，将多个微带天线单元等间距地放置在馈电网络上。通过控 制天线单元之间的距离，可以调节天线阵列的辐射特性，以实现良好的方向性 和增益。
在设计小型化多频微带天线时，我们需要考虑以下因素：首先，选择合适的材 料是非常重要的。常见的材料包括聚酰亚胺、陶瓷、玻璃等。这些材料具有较 高的介电常数、较低的损耗角正切值和良好的热稳定性。其次，设计合理的结 构也是关键。这包括采用多层结构、多频段谐振单元等，以实现天线的小型化 和多频性能。
为了验证设计的可行性和有效性，我们进行了实验测试。实验结果表明，所设 计的小型化多频微带天线在预期的频率范围内具有良好的辐射性能和阻抗匹配。 通过对比实验，我们还发现采用高介电常数材料和多层结构能够有效缩小天线 的体积，实现天线的小型化。
4、可重构天线：可重构天线可以在不同频段之间进行切换，使得一台天线可 以满足多种频段的需求。
四、结论
宽带全向天线作为一种重要的无线通信器件，在多个领域中都有着广泛的应用。 随着科技的不断进步，未来的宽带全向天线将具有更高的性能、更灵活的特性 和更丰富的应用场景。断增长的通信需求，促进社会经济的发展。
新型高增益水平全向微带天线
新型高增益水平全向微带天线
余文静;陈星
【期刊名称】《现代计算机》
【年(卷),期】2021(27)36
【摘要】设计了一款结构新颖的水平全向微带天线。
该天线印刷制作于长条形高
频基板上,在基板一面印刷若干城墙形贴片作为辐射单元,多个单元组成阵列以实现
高水平全向增益,采用弯折微带线对阵列进行串联馈电。
在基板另一面印刷U形金
属地。
设计并加工制作了一只工作频率5.8 GHz,包含9只辐射单元的天线样品。
测试表明该天线的VSWR<2阻抗带宽为3.9%(5.72 GHz~5.95 GHz),具有很好的水平全向方向图,在5.8 GHz的全向增益达到8.9 dBi,而水平不圆度仅有±0.75dB。
【总页数】5页(P113-116)
【作者】余文静;陈星
【作者单位】四川大学电子信息学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN8
【相关文献】
1.新型L频段高增益全向天线
2.一种新型VHF双频宽带高增益全向天线
3.一种新
型宽带高增益水平全向天线4.一种新型高增益全向印刷天线设计5.基于零阶谐振
的高增益共形全向微带天线
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在移动通信领域中，全向高增益天线有着广泛的应用。
微带交叉阵子天线作为一种全向高增益天线，以其结构简单，匹配容易，便于批量生产以及造价低廉等优点受到重视。
一般的微带交叉阵子天线如图1所示，这种结构在仿真和实测中，方向图畸变比较严重，天线的电压驻波比也比较差。
文献给出了一种改进的方案，将微带天线的地面做成梯形结构，如图2所示。
这在一定程度上改善了天线性能。
文中给出了该结构天线的仿真和实物测试结果，以便与本文提出的微带全向天线作比较。
文中所提出的微带全向天线如图3所示。
该天线除了采用微带渐变结构和电感匹配器外，还在天线的顶端加载了λg／4短路匹配枝节。
仿真和测试表明，该天线同文献中提出的天线相比较，具有更好的电压驻波比和更高的增益，是一种高性能的微带全向天线。
图1 微带交叉阵子天线示意图
1 微带交叉阵子天线的基本原理
微带交叉阵子天线的基本结构如图1所示。
将每段微带传输线的地面看成同轴线的外导体，导带看作同轴线的内导体，其与传统的COCO天线具有相似的结构。
同样，微带交叉阵子天线也是由多个λg／2的微带单元级联而成，天线的地面和导带在介质基片的两侧交替放置，从而利用交叉连接来实现倒相。
由于交叉连接点的不连续性形成辐射，使得这种结构存在两种模式，即传输模和辐射模。
对于传输模，由于波沿导带和接地板的内表面传输，而且微带传输线是均匀的，
所以在分析时不考虑空间的辐射。
而辐射模，则是由于各接地板的交替处电压源激励起的辐射电流存在于接地板的内外表面，从而形成辐射。
同COCO天线一样，微带交叉阵子天线也是一个阵列天线。
由阵列天线的基本理论可知，对于远场区，天线的归一化方向性函数为
天线的增益为
其中，η为天线的辐射效率；D为天线的方向性系数。
2 微带交叉阵子天线的设计与分析
基本的微带交叉阵子天线如图1所示，实验证明，该结构天线的方向图畸变比较严重，而且带内电压驻波比也不理想。
为了改善天线的性能，将天线地板设计成梯形结构，并在每个微带单元导带的中间加载一个矩形贴片，用于对天线进行调谐，此时的天线结构如图2所示，这在一定程度上改善了天线的阻抗特性。
加载的矩形贴片相当于1个电感器。
假设该电感器的长为l，宽为w，那么其等效电路的电感L如式（3）所示。
其中，h为介质板厚度；t是导体的厚度；Kg为校正因子，其经验公式为
从式（3）可以看出，在介质板参数确定的情况下，矩形贴片的电感值主要由其宽度w来决定。
图2 顶端未加载天线示意图。