微带天线的设计与仿真论文2..

2015届《微波射频》

课程设计

《微带天线设计与仿真》

学生姓名邹海洋

学号5021211133

所属学院信息工程学院

专业通信工程

班级通信工程15-1

指导教师石鲁珍

教师职称讲师

塔里木大学教务处制

目录

微带天线的设计与仿真.......................................... - 3 -

摘要.......................................................... - 3 -关键词：微带天线ADS2009 . (3)

微带天线的设计背景知识........................................ - 3 -

1、微带天线的基础知识： (3)

1、微带天线主要的优点：.................................... - 3 -

2、微带天线的主要的缺点：.................................. - 3 -

2、矩形微带天线： (4)

3、工程设计方法 (4)

4、主要技术指标 (5)

矩形微带天线设计....................................................................................................................... - 6 -

1、几何参数计算 .................................................................................................................... - 6 -

2、微带天线具体设计与仿真的ADS仿真步骤： (8)

微带天线匹配优化设计......................................... - 12 -

1、设计步骤： (12)

总结：....................................................... - 15 -参考文献：................................................... - 16 -

微带天线的设计与仿真

摘要

天线是无线电设备的重要组成部分，其主要的功能是将电磁波发射只空气中或从空气中接收电磁波，所以天线也可视为射频收发电路与空气的信号耦合器。天线性能的好坏直接影响无线电设备的性能。微带天线是近30年来逐渐发展起来的一类新型天线。其体积小、质量小、结构简单等特点等优点被广泛用于微波通信接收系统级测量领域中。

由于现在在学习ADS2009，自我感觉设计微带天线的设计与我学习的专业相关性比较大。对天线的参数设计不但加强我对与电磁场与电磁波以及ADS2009的掌握能力，对于锻炼自己的能力有很大的作用。

关键词：微带天线ADS2009

微带天线的设计背景知识

1、微带天线的基础知识：

早在1953年就提出了微带天线的概念，但是为引起重视。直到1970年左右由于材料科学的发展使微带天线的发展有了长远的进步。

按结构特征我们把微带天线分为两个大类，即微带贴片天线和微带缝隙天线；按形状分析可以分为矩形、圆形、环形等。按工作原理分类，可以分为两类：谐振型和非谐振型,与微波天线相比微带天线有如下的特点。

1、微带天线主要的优点：

(1)体积小，质量小。

(2)具有平面结构，并可以制成与导弹、卫星载体表面共型的结构。

馈电网络可与天线结构一起制成，适合用于印刷电路技术的大批量生产。

(3)能与有源器件和电路集成成为单一的模块。

(4)便于获得圆极化容易实现双频段、双极化等多项功能工作。

2、微带天线的主要的缺点：

(1)频带窄。

(2)有导体和介质耗损，并且会激励表面波，导致辐射效率低。

(3)功率容量小，一般用于中、小功率场合。

(4)性能受基片材料影响较大。

不过，以发展了不少技术来克服或减少上述缺点。当然，这一性能的改进往往以牺牲其他的特性作为代价的。

微带天线现在以大量运用于100MHz 到1000MHz 的宽广频域上的大量无限电设备中，特别是在飞行器与地面便携式设备中。要求低坡面的场合，即使微波天线的一些性能不如常规天线，也往往被优先的选用。随着微带天线的材料、设计和加工工艺的不断提升，其运用也在不断的加强。微带天线拥有如上的优点使其在很多领域替代了传统的常规天线，成为一些民用于商用设备，特别是便携式设备的更新换代产品。

2、矩形微带天线：

通常把贴片形状为矩形的微带天线，称其为矩形微带天线。常用的矩形微带天线的分析设计方法分为传输模发和谐振法。传输模发的思路是把矩形块等效为辐射阻抗加上一段很宽的微带线，由于设计公式近似且需要实验调整，这种方法是不准确的。然而谐振法是把微带天线看做具有屏蔽的封闭腔体，这种方法精度好，但是设计成本高。

3、工程设计方法

在工程上，微带天线用传输模式近似设计，很宽的微带线沿横向式

谐振得的。在贴片下面，电场沿谐振长度正玄变化，假定电场沿宽带W 方向不变化，并且天线的辐射的宽度的边沿。

辐射边沿可以看做用微带传输线连接起来的辐射槽。单个辐射槽的辐射电导为

()()00

2020212090λλλλ≥=≤=

W W G W W G 单个辐射槽的辐射电纳为 00Z L K B e

ε=

式中，

e W h

Z επ1200=

2/11212121-⎪⎭⎫ ⎝⎛

+-++=W h r r e εεε