小型化微带天线的研究

摘要

近年来，随着个人通讯和移动通讯技术的迅速发展，在天线的设计上提出了小型化和宽频带的要求。而微带天线具有结构紧凑、外观优美、体积小重量轻.等优点，得到广泛的应用。但是，低增益、窄带宽的缺陷也限制了微带天线的使用。因此本文对微带天线最基本的小型化技术、宽频带技术进行了探讨、分析和归纳。在设计过程中，采用ANSOFT公司的电磁仿真软件——Ansoft HFSS，结合宽频带的设计方法，提出了一些简单的微带天线结构。

关键词：微带天线宽频带小型化

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Abstract

In recent years， the demand form miniaturization， multiband and broadband has been presented with rapid development of mobile communications. Therefore，the size of the antenna is required to be as small as possible.Microstrip antennas have several advantages over conventional monopole-like antenna for mobile handsets. They are less prone to damage， compact in total size and aesthetic from the appearance point of view. Unfortunately， some shortcomings of Microstrip antennas such as low gain， small bandwidth， etc， make them unfit for practical application. Therefore this paper， the basic microstrip antenna miniaturization technologies， broadband technologies are discussed，analyzed and summarized.During the design process， The use of electromagnetic simulation software of ANSOFT company—Ansoft HFSS，Made a number of simple microstrip antenna structure combination of broad-band design method. Keywords: Microstrip antenna ， Broadband ， Smaller

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目录

第一章绪论 (1)

1.1 微带天线简介 (1)

1.2 国内外研究微带天线的宽频带技术 (2)

1.3 微带天线小型化方法 (3)

1.4 本文主要内容 (3)

第二章微带天线基本理论及分析方法 (5)

2.1 微带天线简介 (5)

2.2 微带天线的优缺点与应用 (6)

2.3 微带天线的结构和分析方法 (8)

2.4 微带天线的结构 (8)

2.4.1 微带天线的辐射结构 (8)

2.4.2 微带天线的馈电结构 (11)

2.5微带天线的分析方法 (14)

2.5.1 解析方法 (14)

2.5.2 数值方法 (15)

第三章微带天线的小型化及宽频带技术 (17)

3.1 微带天线的小型化技术 (17)

3.1.1 概述 (17)

3.1.2 微带天线小型化方法 (18)

3.1.3 微带天线的小型化设计与分析 (21)

3. 2 微带天线宽频带技术 (26)

3.2.1 概述 (26)

3.2.2 选择合适的介质基片与贴片 (27)

3.2.3 阻抗匹配技术 (28)

3.2.4 电阻性加载技术 (29)

3.2.5 多模技术 (30)

3.2.6 在贴片或接地板上“ 开窗”的办法 (31)

第四章微带天线的宽频带设计 (33)

第五章结束语 (37)

致谢 (39)

参考文献 (41)

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第一章绪论

随着全球通信业务的迅速发展，作为未来个人通信主要手段的无线移动通信技术己引起了人们的极大关注，在整个无线通讯系统中，天线是将射频信号转化为无线信号的关键器件，其性能的优良对无线通信工程的成败起到重要作用。快速发展的移动通信系统需要的是小型化、宽频带、多功能(多频段、多极化)、高性能的天线。微带天线作为天线家祖的重要一员，经过近几十年的发展，已经取得了可喜的进步，在移动终端中采用内置微带天线，不但可以减小天线对于人体的辐射，还可使手机的外形设计多样化，因此内置微带天线将是未来手机天线技术的发展方向之一，但其固有的窄带特性(常规微带天线约为2%左右)在很多情况下成了制约其应用的一个瓶颈，因此设计出具有宽频带小型化的微带天线不但具有一定的理论价值而且具有重要的应用价值，这也成为当前国际天线界研究的热点之一。本论文的主要工作就是提出这类天线的一些简单设计方法。

1.1 微带天线简介

早在1953年箔尚(G．A．DcDhamps )教授就提出利用微带线的辐射来制成微带微波天线的概念。但是，在接下来的近20年里，对此只有一些零星的研究。直到1972年，由于微波集成技术的发展和空间技术对低剖面天线的迫切需求，芒森(R．E．Munson)和豪威尔(J．Q．Howell)等研究者制成了第一批实用的微带天线。随之，国际上展开了对微带天线的广泛研究和应用。1979年在美国新墨西哥州大学举行了微带天线的专题目际会议，1981年IEEE天线与传播会刊在1月号上刊载了微带天线专辑。至此，微带天线已形成为天线领域中的一个专门分支，两本微带天线专辑也相继问世，至今已有近十本书。可见，70年代是微带天线取得突破性进展的时期；在80年代中，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；今天，这一新型

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