C波段高增益平板微带天线设计

摘要

微带天线是一种体积小，重量轻，剖面薄，制作方便，易于与载体共形的天线。其在无线通信、雷达、遥感、电子对抗等众多领域获得了广泛应用。然而微带天线的频带窄，增益低。为了弥补这些不足，通常需要对微带天线的结构做出调整，然后运用合理的方式把它们组成天线阵列。
　　 本文的主要工作是，为了某些通信设备的需要，设计4.5GHz—5.0GHz的天线，要求在该频段天线的驻波比VSWR≤2，平均增益28—29.5dB，这里我们用微带U_Slot矩形贴片作为单元，引入π结构采用近邻耦合方式进行馈电，组成天线阵列来实现。
　　 本文以微带天线的基本电磁场理论为依据，通过Ansoft公司的HFSS(高频结构仿真软件)建模仿真，对微带天线的结构进行了深入的研究，在此基础上设计并制造。通过实验室所提供的天线测量设备对所设计出来的天线进行测试，发现用软件仿真的结果和实际测量的结果有较好的一致性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1概述

1.2微带天线的国内外研究现状

1.3课题背景和研究意义

1.4本论文的内容安排

第2章 微带天线的基本理论

2.1天线概述

2.2微带天线的辐射原理

2.3微带天线的基本电参数

2.3.1方向图和方向性系数

2.3.2增益

2.3.3效率

2.3.4输入阻抗

2.3.5带宽

2.3.6微带天线的S参量

2.4微带天线的馈电方式

2.4.1微带线共面馈电

2.4.2同轴线馈电

2.4.3电磁耦合型馈电

2.5本章小结

第3章 微带天线的分析方法

3.1传输线模型

3.2空腔模型

3.3积分方程法

3.4微带天线的数值分析方法

3.4.1有限元法

3.4.2矩量法

3.4.3时域有限差分法

3.5本章小结

第4章 微带阵列天线

4.1概述

4.2驻波微带天线阵列

4.2.1同轴馈电驻波阵列

4.2.2微带串联馈电驻波阵列

4.2.3梳状贴片驻波阵

4.3行波微带天线阵列

4.3.1概述

4.3.2梳状行波微带天线阵列

4.3.3串联矩形贴片行波阵列

4.3.4垛口形行波天线

4.3.5TEM模传输线行波天线

4.3.6行波天线的负载技术

4.4微带阵列的馈电系统

4.4.1串联馈电

4.4.2并联馈电

4.5本章小结

第5章 C波段高增益平板微带天线设计与分析

5.1设计思想概述

5.2基本仿真软件介绍

5.2.1 HFSS仿真软件

5.2.2 IE3D仿真软件

5.2.3 Matlab仿真软件

5.3设计指标和思路

5.4近邻耦合矩形微带天线的设计

5.4.1介质层的选取

5.4.2 U_Slot矩形贴片设计

5.4.3π结构的设计

5.4.4天线的描述以及测量

5.5微带阵列天线的设计

5.5.1四元微带阵列天线设计与测量

5.5.2十六元微带阵列天线的设计与测量

5.5.3 64元微带阵列天线设计与测量

5.5.4 256元微带阵列天线设计与测量

5.6本章小结

第6章 结束语

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文情况

致谢