基于HFSS的缝隙耦合微带贴片天线的设计开题报告

 2021-08-08 23:43:01

1. 研究目的与意义

天线作为无线收发系统的一部分,其性能的优劣对整个系统的性能有着重要的影响。

微带天线由于具有体积小、重量轻、剖面薄、易于飞行器共形、易于加工、易与有源器件和电路集成为单一模块等诸多优点,得到广泛的研究和应用。

缝隙的形状多种多样,形状的多样化也带来了天线性能的提高和功能的多样化。

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2. 国内外研究现状分析

早在1953年德尚教授就已提出利用微带线的辐射来支撑微带微波天线的概念,但是在随后的近20年里,对此只有一些零星的研究,直到1972年,由于微波集成技术的发展和空间技术对低剖面天线的迫切需求,芒森和豪威尔等研究者制成第一批实用微带天线,随之国际上展开了对微带天线的广泛研究和应用,1979年在美国新墨西哥州大学矩形了为嗲天线的专题国际会议,1981年IEEE天线与传播会刊在1月号上刊载了微带天线专辑。至此,微带天线已形成为天线领域中的一个专门分支,两本微带天线专著也相继问世。可见,70年代是微带天线取得突破性进展的时期。在80年代中,微带天线无论在理论与应用的深度上和广度上都获得了进一步的发展。1985年,保塞拉提出了一种采用矩形缝隙进行耦合馈电的微带天线。这种天线通过接地板隔离了辐射层和馈电层 ,消除了相互之间的影响 ,并克服了传统馈电方式带来的电感效应和馈电网络的寄生辐射等缺点。但是 ,它的带宽较窄 ,在很多场合限制了它的应用。为了有效地展宽微带天线带宽 ,国内外进行了大量的研究 ,如采用多层贴片结构、采用介电常数接近 1. 0的泡沫或者空气介质作支撑材料、改变馈电结构和缝隙结构等。微带天线的频带一直为国内外学者所关注,变形圆贴片微带天线则是学者们的研究对象之一,它是利用了腔内场分布呈简并态的一种天线,选择合适的同轴馈点,让贴片辩解长生微笑的扰动来消除简并而使本征值分离,这样变形圆贴片微带就能在宽频带内工作了。平面微带天线中的微带反射阵天线和平面阿基米德螺旋天线也为学者们所研究。在平面阿基米德螺旋天线设计的基础上设计了直径58mm的阿基米德螺旋天线平面辐射器,利用AutoCAD软件画出阿基米德螺旋辐射器图像课对此进行分析测试。矩形微带贴片天线是一种使用微带贴片作为辐射源的天线,它具有剖面低、体积小、重量轻、可供形、易集成等优点。目前已在移动通信、卫星通讯、导弹遥测、多普勒雷达等许多领域获得了广泛的应用。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容:设计矩形贴片天线的中心频率7.6GHz,绝对带宽200MHz带内驻波小于2,增益大于5dB。 研究计划: 1,2月底到3月初查阅相关资料,收集相关文献,完成开题和准备工作。 2,3月中旬到4月,确定设计方案,熟悉仿真软件环境,进行相关仿真,查看仿真结果是否与理论一致。撰写论文。 3, 5月上旬做PPT,准备答辩论稿。

4. 研究创新点

缝隙微带天线具有低成本、低功耗、体积小、抑郁集成等优点、广泛地应用于微波集成电路和毫米波领域。缝隙的形状是多种多样的,有矩形槽、U形槽、H形槽、X形槽等。形状的多样化也带来了天线性能的提高级功能的多样化。缝隙耦合天线有缝隙微带天线发展而来,它的馈线和辐射单元分别装在两个介质板上,中间由接地板隔开,因此馈电和辐射两部分可分别进行设计,且馈线的寄生辐射弱,交叉极化水平低,有着很好的应用背景。

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