小型化宽带化微带天线的设计研究开题报告

 2021-08-08 02:08

全文总字数:1459字

1. 研究目的与意义

在当今这个信息化的时代,以手机为代表的无线通讯设备几乎随处可见,为人们的生活和工作带来了无限便捷。天线作为无线通讯设备的核心部件之一,在这其中发挥了巨大作用。各种电子设备都朝着小型化、全向性、宽带化的方向发展。天线作为无线通讯设备的收发装置,其性能的好坏直接决定了通讯质量的好坏。同时天线的大小也直接影响着设备的体积。因此设计制造小型化,宽频带,高辐射效率以及能满足各种特殊需求的天线,是微波学界一个经久不衰的课题。

微带天线具有性能稳定、剖面低、易共型、加工简单等特点。因此微带天线不仅仅被用于民用领域,也已被广泛应用于军事领域。在这种背景下,天线的宽带化和小型化就成为天线研究领域的一个重要课题。

2. 国内外研究现状分析

1953年,g.a.decamps教授就提出利用微带线的辐射效应来制成微带微波天线。

但在随后的20年里,对此只有一些零星的研究。

到了七十年代,由于单片微波集成电路的发展与各种微波低耗介质材料的出现,使得微带天线广泛的吸引着全球学术界、工业界与政府相关部门的重视。

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3. 研究的基本内容与计划

1、微带天线理论基础。简单介绍了贴片微带天线包括微带天线的分类、几种典型的馈电方法以及主流理论分析方法等在内的基本理论与设计知识。

2、微带天线小型化及宽带化技术的研究。物理尺寸是天线的一个关键参数。作为无线系统的最前端,天线必须满足系统的设计安装需求。在保证电性能的前提下,其总尺寸应尽可能的小;而在细节上如一些敏感的棍合结构则应尽可能的大,这样的天线对加工误差不敏感,因而可以选择低精度的加工工艺来降低成本;同时总体尺寸小,容易实现成本上的最优化。小型化和宽带化之间的矛盾:传统的谐振器天线(贴片天线、缝隙天线和振子天线),在不增加辐射器数目的前提下,进行了拓展其工作带宽的相关研究。

主要研究工作:阻抗匹配和多模谐振,对天线工作带宽的改进进行深入研究。

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4. 研究创新点

首先总结了微带天线小型化的几种技术:增加介电常数(天线的谐振频率和有效介电常数成反比)、加载技术(微带天线上加载短路探针)、曲流技术(改变微带天线电流路径)。然后介绍了微带天线宽带化的技术:通过修改微带天线等效电路参数修改、多谐振点的叠加和阻抗匹配,实现宽带化。综合利用微带天线宽频带技术和小型化技术设计小型化宽频带微带天线是现在的一种趋势。

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