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1、微波與天線實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱:微帶天線(Microstrip Antenna)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo):黎鵬老師學(xué)院:信息學(xué)院專業(yè):通信國(guó)防一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.了解天線之基原理與微帶天線的設(shè)計(jì)方法。2.利用實(shí)驗(yàn)?zāi)=M的實(shí)際測(cè)量得以了解微帶天線的特性。二、預(yù)習(xí)內(nèi)容:1 熟悉天線的理論知識(shí)。2 熟悉天線設(shè)計(jì)的理論知識(shí)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備: 項(xiàng)次設(shè)備名稱數(shù)量備注1MOTECH RF2000 測(cè)量?jī)x1套亦可用網(wǎng)絡(luò)分析儀2微帶天線模組1組RF2KM10-1A RF2KM10-2A350 BNC及1M BNC 連接線4條CA-1、CA-2 、CA-3、CA-44直流電源連接線1條DC-15 MICROWAVE軟件1套微波軟件四、理論
2、分析:天線基本原理:天線的主要功能是將電磁波發(fā)射至空氣中或從空氣中接收電磁波。所以天線亦可視為射頻發(fā)收電路與空氣的信號(hào)耦合器。在射頻應(yīng)用上,天線的類型與結(jié)構(gòu)有許多種類。就波長(zhǎng)特性分有八分之一波長(zhǎng)、四分之一波長(zhǎng)、半波天線;就結(jié)構(gòu)分,常見(jiàn)有單極型(Monopole)、雙極型(Dipole)、喇叭型(Horn)、拋物型(Parabolic Disc)、角型(Corrner)、螺旋型(Helix)、介電質(zhì)平面型(Dielectric Patch)及陣列型(Array)天線。(一) 天線特性參數(shù)1. 天線增益(Antenna GainG): 其中 G天線增益 P與測(cè)量天線距離R處所接收到的功率密度,Wa
3、tt / m2Pisotropic 與全向性天線距離R處所接收到的功率密度,Watt / m22. 天線輸入阻抗(Antenna Input ImpedanceZin): 其中 Zin天線輸入阻抗V在饋入點(diǎn)上的射頻電壓I在饋入點(diǎn)上的射頻電流以偶極天線為例,其阻抗由中心處73變化到末端為2500。3. 輻射阻抗(Radiation ResistanceRrad): 其中Pav天線平均輻射功率,Wi 饋入天線的有效電流,AI在饋入點(diǎn)上的射頻電流對(duì)一半波長(zhǎng)天線而言,其輻射阻抗為73。4. 輻射效率(Radiation Efficiency r ): 其中Pradiated由天線幅射出的功率,WPin
4、put由饋入天線的功率,W5. 輻射場(chǎng)型(Radiation Pattern)天線的電場(chǎng)強(qiáng)度與輻射功率的分布可利用一極坐標(biāo)圖來(lái)表示。6. 半功率角(Radiation Beam Width)7. 方向系數(shù)(DirectivityD): 其中Pmax最大功率密度,W/m2 Pinput平均幅射功率密度,W/m2五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析1. 版圖設(shè)計(jì)2. S參數(shù)分析頻率設(shè)置 Sweep1 1-5GHz count 200 Sweep2 2.3-2.7GHz count 5從S參數(shù)的分析結(jié)果可以看出該微帶天線的中心頻率為2.10GHz。3. Smith 原圖分析Freq 2.3-2.7GHz從Smith原圖可以看出輸入主抗為1+1.5j - 1-1.5j Ohm。4. Animation5. layout 3D實(shí)驗(yàn)總結(jié)根據(jù)仿真結(jié)果看:基本滿足了實(shí)驗(yàn)的性能要求,頻率在2.10GH
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