矩形微帶貼片天線的仿真研究與設(shè)計.pdf

1、微帶天線以其體積小、重量輕、低剖面等獨特的優(yōu)點引起了相關(guān)領(lǐng)域的廣泛重視，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在100MHz～100GHz的寬廣頻域上的大量的無線電設(shè)備中。微帶貼片天線是微帶天線的一種基本類型，是一種諧振型天線，通常只在諧振頻率附近工作。設(shè)計這種天線首先要保證它的諧振頻率不能發(fā)生偏離。貼片的形狀可以是任意的，但是能計算出輻射特性的幾何形狀是很有限的，本文選用矩形貼片來研究微帶天線。
　　 本文首先介紹了微帶天線比較常用的幾種分析方法以及

2、輻射原理，然后根據(jù)已有的經(jīng)驗公式，再結(jié)合高頻結(jié)構(gòu)仿真器(High Frequency StructureSimulator)HFSS設(shè)計了一款中心頻率為7.55GHz的矩形微帶貼片天線。本論文給出了詳細(xì)的設(shè)計流程：根據(jù)理論經(jīng)驗公式初步計算出矩形微帶貼片天線的尺寸，然后在HFSS里建模仿真，根據(jù)仿真結(jié)果反復(fù)調(diào)整天線的尺寸，直到仿真結(jié)果中天線的中心頻率不再偏離7.55GHz為止。
　　 天線的尺寸確定后，由HFSS仿真得到天線的駐波

3、比，反射系數(shù)，增益，輸入阻抗等電參數(shù)。由輸入阻抗仿真圖，得知天線的輸入阻抗與傳輸線的特性阻抗并不匹配，這意味著在傳輸線的終端有功率被反射回來。阻抗匹配是天線系統(tǒng)中必須考慮的問題，針對這個問題，本文用了兩種阻抗匹配方法：一種是電容電感法，是在由Winsmith應(yīng)用程序提供的史密斯圓圖下操作完成的，這里本文提出了兩種電容電感的連接方式，從匹配結(jié)果來看，這兩種連接方式都使駐波比值接近理想值1；另一種方法是微帶線法，這種方法是在微波電路仿真軟件

4、-先進(jìn)性設(shè)計系統(tǒng)(ADS-Advanced Design System)下以電路的形式完成阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計，并用ADS對所設(shè)計電路進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果表明：在天線的中心頻率處，天線的輸入阻抗值由匹配前的83.64-j3.97歐姆匹配到了目標(biāo)值50歐姆。
　　 微帶天線固有的缺陷是窄帶性，它的窄帶性主要是受尺寸的影響，本文在不改變天線中心頻率的前提下，通過理論經(jīng)驗公式與仿真軟件的結(jié)合，給出了微帶天線比較合理的尺寸，最后仿真結(jié)果表明