薄型双频PIFA天线研究与设计

摘要

移动通信的迅猛发展，对应用于无线通信系统的天线提出了小型化、宽频带、多频段工作等要求。随着通讯业务的扩展，移动通信的频段也从以前的GSM（880～960MHz）频段扩展到DCS（1710～1880MHz）频段，以至最近3G业务频段，除此之外还有广泛应用的蓝牙、无线局域网频段等等。天线作为无线通信系统中的重要部件之一，其性能的好坏直接关系到系统的通信质量。移动通信的飞速发展对手机等无线设备的天线提出了越来越苛刻的要求，如超薄、超小、多频工作等等，因此，研究小型、多频天线具有很大的实际意义。 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。平面倒F天线由接地板、短路探针、馈电线构成，具有结构紧凑、剖面低、重量轻、可批量制造、易于集成等优点，能够较好满足这些系统的需求，因而得到广泛的应用。 本文研究了PIFA天线的基本结构和原理，综述了PIFA天线的研究进展，分析了PIFA的不同结构形式级各种类型微带天线的优缺点，介绍了微带天线的小型化和多频段技术。本文在研究现有PIFA天线的基础上，设计了一种厚度仅为3mm的新型双频内置天线，贴片面积为15*60m㎡，表面嵌有一个T型开槽，用于产生900/1800MHz两个谐振频率，另外，通过天线贴片比接地板突出一部分的结构实现了超薄设计，并讨论了贴片突出的长度以及接地板长度对天线性能的影响，此外对手机空间的要求、带宽影响因素、周围电磁环境对天线性能的影响等问题进行了分析。可用于像手机或者PDA电话等GSM/DCS移动通信终端。另外还设计了一种小型化双频PIFA天线，该天线可以应用于蓝牙（2．45GHz）和WLAN（5GHz）频，天线高度低于传统PIFA天线设计，能够进一步实现天线的小型化。针对这些天线结构进行了理论分析，并运用仿真软件进行了优化设计，仿真结果表明，这些天线能够满足当前无线通信系统的应用需求。

目录

文摘

英文文摘

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第一章 绪论

1.1微型化、智能化的天线设计趋势

1.2微型化设计所面对的挑战

1.3论文的主要工作和内容安排

第二章 微带天线的基本理论

2.1微带天线简介

2.2微带天线的理论分析方法

2.3矩形微带天线

2.4微带天线的数值计算方法

2.5本章小结

第三章 微带天线的小型化和多频技术

3.1小型化方法概述

3.2平面倒F天线

3.3 PIFA天线和单极子天线的性能比较

3.4多频方法概述

3.4本章小结

第四章 小型双频微带天线设计

4.1引言

4.2多频手机天线设计中存在的问题及解决方案

4.3可用于GSM／DCS移动终端的PIFA天线设计

4.4 WLAN天线设计

4.5本章小结

第五章 全文总结

5.1总结

5.2未来展望

参考文献

致谢

攻读硕士研究生期间发表的学术论文