本科論文答辯

論文答辯論文題目：2.45GHz微帶天線的設(shè)計Designofmicro-stripantennawhichworksin2.45GHz答辯人：導師：時間：2012年6月目錄第一章選題意義、目的和背景第二章設(shè)計目標第三章微帶天線的設(shè)計和仿真結(jié)果第四章論文的不足之處結(jié)束語第一章選題意義、目的和背景1.1選題意義

ISM頻段（中心頻率2.45GHz）射頻識別無線通信系統(tǒng)藍牙個域網(wǎng)無線局域網(wǎng)等標識、管理、定位和識別生產(chǎn)、銷售、流通過程中物品遠距離射頻識別系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)（替代條形碼）提供高增益來遠距離激活微波標簽（芯片）改善增益提高帶寬所設(shè)計天線能用1.2微帶天線的特點優(yōu)特點缺薄小輕具有平面結(jié)構(gòu)衛(wèi)星導彈面可共形結(jié)構(gòu)批量印刷生產(chǎn)有源器件集成易獲得圓/雙極化等多功能多頻段工作頻帶窄輻射效率低（激勵表面波、倒替、介質(zhì)損耗）功率容量小基板對性能影響大1.3微帶天線的應(yīng)用前景基于以上優(yōu)點可用于1、2、衛(wèi)星通訊；多普勒及其它制式雷達；無線電測高計；3、指揮和控制系統(tǒng)；導彈遙測；無線電引信；4、環(huán)境檢測儀表和遙感；復雜天線中的饋電單元；5、GPS衛(wèi)星導航；6、遠距離射頻識別系統(tǒng)中作高增益天線來激活微波芯片和數(shù)據(jù)的無線傳輸。無線通訊技術(shù)小型化接收機1.4微帶天線的發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)展現(xiàn)狀常規(guī)設(shè)計帶寬：1%—6%

新一代典型帶寬：15%—20%也已制成超寬頻帶微帶天線。微帶天線現(xiàn)已應(yīng)用于大約100MHz—100GHz的寬廣頻域上的大量無線電設(shè)備中，特別是在飛行器上和地面便攜式設(shè)備中。在要求低剖面輻射器的場合，即使微帶天線某些特性不如正常天線，也往往被優(yōu)先選用。隨著微帶天線材料、設(shè)計和加工工藝的不斷發(fā)展，其應(yīng)用正在與日俱增。微帶天線將能替代不少常規(guī)天線，而成為一些民用和軍事裝備，特別是便攜式設(shè)備的更新?lián)Q代產(chǎn)品。天線的改良都是以犧牲其余的某些特性為代價的，具體要看實際應(yīng)用的需求而定。1.5目前研究方向小型化拓展頻帶寬度雙頻、多頻帶的研究基于如何改善缺點充分利用優(yōu)點更適合于于實際應(yīng)用收發(fā)共用，處理同步進行收發(fā)的多頻段信號滿足無線通信系統(tǒng)對帶寬越來越高的要求電子產(chǎn)品小型化的趨勢，集成的需要

由于微帶天線優(yōu)缺點的共存和發(fā)展的需要，對微帶天線的改良設(shè)計顯得尤為重要和現(xiàn)實。本論文旨在探索改良微帶天線的帶寬和增益。1.6論文結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容引言基本原理設(shè)計天線參數(shù)分析發(fā)展與現(xiàn)狀優(yōu)、缺點設(shè)計理論基礎(chǔ)分析方法理論計算軟件設(shè)計確定設(shè)計目標理論支持方向圖S參數(shù)增益駐波比達到設(shè)計目標第二章設(shè)計目標輸入端反射系數(shù)S11<-10dB；駐波比VSWR<2；匹配程度的描述指標；輸入阻抗為50歐姆；帶寬B>25MHz；最大增益Gain>6dB；同時盡可能的縮小天線的面積。第三章設(shè)計和仿真結(jié)果分析

3.1選型和參數(shù)確定

考慮到天線的成本和應(yīng)用，尤其帶寬和輻射增益的要求。選用介質(zhì)板材為RogersR04003（玻璃纖維+陶瓷），其相對介電常數(shù)為3.38，厚度h=5mm,中心頻率f0=2.45GHz。（用厚且介電常數(shù)低的基板材料時，輻射更強、帶寬易實現(xiàn)）

3.2仿真結(jié)果1、仿真軟件用HFSS（全波三維電磁仿真軟件）。HFSS是設(shè)計、優(yōu)化和預(yù)測天線性能的有效工具。從簡單的單極子天線到復雜雷達屏蔽系統(tǒng)及任意饋電網(wǎng)絡(luò)，HFSS都能精確地預(yù)測其電磁性能，包括輻射方向圖、波瓣寬度、內(nèi)部電磁場分布等等。2、天線模型3、參數(shù)掃描L參數(shù)掃描：W參數(shù)掃描：3.3優(yōu)化后的仿真結(jié)果1、S11參數(shù)2、斯密斯阻抗圓圖3、阻抗曲線圖：4、駐波比VSWR圖5、天線立體方向圖：7、增益曲線有關(guān)數(shù)據(jù)分析：

在天線滿足通信系統(tǒng)所要求的電壓駐波比小于2和S11小于-10dB的要求下，天線工作的中心頻率仍約為2.45GHz，絕對帶寬約140MHz>25MHz，相對帶寬為5.71%，完全滿足天線設(shè)計時的所需的頻率和帶寬要求。由阻抗圖得到，在2.45GHz時，若設(shè)特性阻抗Z0=50歐姆，則饋點的阻抗為=(51.48-j12.2)歐姆，也能夠較好地與50歐姆的同軸電纜饋線相匹配。最大增益為7.5dB>6dB。S11中心頻率處反射系數(shù)為-16.95dB。

經(jīng)過仿真數(shù)據(jù)可以得到：微帶天線作為單個天線來說，帶寬和增益有所提高，達到了常規(guī)設(shè)計的中上水平。然而方向性不強和S參數(shù)偏大了，這是由微帶天線自身特點決定的；但完全滿足微波天線的設(shè)計目標要求。第四章論文的不足之處1、S11反射系數(shù)偏大；2、方向性不太強；但有所提高。（這是單個天線的共性缺點）對于以上兩個參數(shù)的改善可采用陣列天線，但陣列天線不利于天線的小型化設(shè)計。

由于本人知識和經(jīng)驗有限，論文還存在許多不足之處，懇請評委老師們批評指正！結(jié)束語本文對在2.45GHz中心工作頻率下微帶天線的帶寬和增益做了嘗試性改良，并提出了常規(guī)的設(shè)計思路和分析