3G通讯用超宽带天线的理论与设计研究

摘要

随着移动通信的飞速发展，通信设备大容量化、高品质化、高保密性的发展方向越来越突显重要。无线应用的新标准和新技术层出不穷，极大的促进了无线技术与相关产业的发展。与此同时，通信设备必须高标准的要求自己以便适应通信系统的飞速发展。随着通信设备体积逐渐减小，通信频带向着更宽频段和更高频段发展，天线作为通信系统的核心部件，也必须满足宽带化和小型化的要求。因此小尺寸的超宽带天线的研究对于各类通信系统的发展具有非常重要的意义。
　　本文主要介绍了天线的基本理论以及几种典型的天线分析理论。然后介绍了超宽带天线小型化、宽带化的发展方向，并着重介绍了超宽带天线宽带化理论及其现有技术。接下来，本文对四种天线宽带化的方法做了详细的研究，对其理论进行了详细介绍，总结了各个方法在天线设计中的应用。最后，本文提出了一种新型准分形天线，利用Ansoft HFSS仿真软件对其进行仿真实验。从初步设计，到最终模型全面分析，结合了两种宽带化技术：运用分形结构，并对其进行切角。得到天线为一六边形贴片。并通过调整最终得到较为理想的天线模型，其增益达到6.9dBi以上，相较于一般天线较高；且相对带宽为10.78％，辐射方向性良好。是一款可用于 RFID的高增益准分形天线，该天线具有三个工作频点，分别为2.45GHz、4.83GHz和8.88GHz（即多频），从一定程度上展宽了频带，提高了天线性能，具有较大实用价值。

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第一章 绪论

1.1超宽带通信简介

1.2超宽带天线发展

1.3 本文的主要工作和论文安排

第二章 天线理论及HFSS简介

2.1天线基本理论及参数分析

2.1.1输入阻抗

2.1.2 电压驻波比（VSWR）

2.1.3天线方向图与方向性系数

2.1.4增益与效率

2.1.5天线的极化

2.2天线的分析理论

2.2.1 矩量法

2.2.2 传输线模型

2.2.3 腔膜理论

2.2.4 有限差分法

2.3 HFSS简介

第三章 天线的宽带化技术及多频技术

3.1 天线的宽带化技术

3.1.1 渐变结构（连续渐变和阶梯渐变）

3.1.2刻槽技术

3.1.3分形技术

3.1.4非频变技术

3.2天线多频技术

第四章 分形天线设计

4.1准分形天线的结构参数

4.2多频微带天线设计

4.3准分形天线仿真及参数讨论

4.3.1菱形形状对天线性能的影响

4.3.2 切角对天线性能的影响

4.4本章小结

第五章 结论

5.1 本文的主要工作及创新点

5.2工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间参加发表的论文和参加科研情况

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