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基于ANSYS HFSS软件的Wi-fi天线设计与优化

基于ANSYS HFSS软件的Wi-fi天线设计与优化
基于ANSYS HFSS软件的Wi-fi天线设计与优化

基于ANSYS HFSS软件的Wi-fi天线设计与优化

摘要:本文通过分析实际当中Wi-fi技术的技术要求,包括天线增益、辐射方向、工程实际情况等因素。建立了基本的模型,通过ANSYS HFSS软件进行电磁场有限元方法(FEM)仿真分析并优化,最终采用双层微带阵列的结构,顶层材料为Rogers TMM(4)的介质板,底层为空气层。在微带天线中介质板的介电常数和损耗对整个天线的增益和损耗的影响很大,是一个必须要考虑的要求。由于空气的介电常数低,损耗小,不仅减小了损耗,提高了增益,拓宽了带宽,而且在一定程度上降低了工程中对优良介质板的要求。

关键字:ANSYS HFSS软件;微带天线;辐射增益;有限元法

Abstract:This article through the analysis the requirements of wi-fi technology technical in practical application, including the antenna gain, radiation direction, the engineering actual situation and other factors. Basic model is established by ANSYS HFSS software electromagnetic field finite element method (FEM) simulation analysis and optimization, eventually adopt double-layer microstrip array structure, top material to Rogers TMM (4) of medium plate, the bottom as the air layer. Dielectric constant and loss of medium plate in the microstrip antenna affect the whole antenna gain and loss is very evident, is a must to consider requirements. Due to the dielectric constant is low and the air loss is small, not only reduced the loss, improve the gain, broaden the bandwidth, and to a certain extent, reduces the demand for excellent medium plate in engineering.

Key words: ANSYS HFSS;microstrip antenna;antenna gain;finite element method (FEM)

引言

近代以来移动通信技术迅猛发展,并且越来越普及,Wi-fi技术是现代无线通信技术的重要组成部分。微带天线由于其剖面低,方向性好,制作可行性高,成本低,可贴合于物体表面以及容易组阵等特点,受到了很广范的青睐;因此Wi-fi技术和微带天线技术是近年来研究的热点。

ANSYS HFSS软件是ANSYS公司推出的基于自适应网格剖分技术的三维电磁场仿真软件。是目前高频设计的主要设计和分析工具,在射频产品研制过程中正日益发挥着越来越重要的作用。应用HFSS软件设计天线可以自动的得到各种天线参量,如增益、方向性、远场方向图剖面、远场3D图等。使用ANSYS HFSS可以计算[1]:

1)将结构划分为有限元网格(自适应网格剖分);

2)在每一个激励端口处计算与端口具有相同截面的传输线所支持的模式;

3)假设每次激励一个模式,计算结构内全部电磁场模式;

4)由得到的反射量和传输量计算广义S矩阵。

协同其他ANSYS系列的仿真软件例如Ansoft Designer可以设计各种有源和无源的器件。ANSYS HFSS是目前微波工程设计的主流软件。如何更好地学习和利用ANSYS HFSS软件技术,从而充分发挥软件的效率,减小工程设计的劳动程度,提高工程设计效率是目前我们所要解决的主要问题。

1天线模型的计算和分析

1.1天线辐射元的设计

用传输线模式法来分析微带天线的辐射原理,设辐射元的长为L,宽为W,介质基片的厚度为h,现将辐射元、介质基片和接地板视为一段长为L的微带传输线在传输线的两端断开形成开路,由于基片厚度h <<λ,场沿h方向均匀分布,在宽度W方向没有变化,而仅在长度L方向上有变化,在两个开路端,电

场均可以分解为垂直分量和水平分量,两垂直分量方向相反因而反相而相抵消,两水平分量所产生的分量方向产生的远区场相同而同相叠加。微带天线的辐射可以等效为由两个缝隙所组成的二元阵列

[2]。宽度W 由下式近似取得[3]

1

20122r c W f ε-+??= ??? 式1-1

长度L 由下式近似取得

[3] 121111222r r e h w ε

ε

ε-+-??++ ???= 式1-2

()()

()()0.3/0.2640.4120.258/0.8e e W h L W h εε++?=-+ 式

1-3

0222e L L L L L λ??-?== 式1-4

通过计算和ANSYS HFSS 软件仿真得到单个辐射元的模型和辐射元上的电场分布图如图1-1所示

图1-1 单个辐射元的模型及电场分布

1.2匹配网络的设计

本例当中需要用一个3dB 的等分功分器来连接两个辐射元和外部激励。功分器为一个三端口网络,如图

1-2所示,设输入端电阻为Z1,两个输出端的电阻为Z2和Z3,因为是等分功分器结构是对称的,所以Z2和Z3相等,为使端口1和端口2、3之间无反射,根据传输线原理,应使R2=

21Z Zin ?及R3=32Z Zin ?,为了不发生反射所以Zin1∥Zin2=Z1[4]。在微带线中不同的线宽对应着的不同的阻抗,根据上述换算关系在

ANSYS HFSS 上建立了3维模型,通过ANSYS HFSS 对三端口散射参数的计算优化确定了功分器的外型

尺寸。

图1-2 功分器原理示意图图1-3 基于ANSYS HFSS的功分器建模

1.3天线整体的设计

有了辐射元和匹配网络的设计,对于整体而言就是二者的结合,结合实际要求,通过利用ANSYS HFSS 软件进行一系列的仿真优化,最后选取了用双层微带阵列的结构。

图1-4 优化后的天线模型及辐射元电场分布

2 天线模型的优化结果分析

在天线设计的指标中,辐射方向、工作带宽、辐射增益、电压驻波比VSWR以及输入端口的行波反射系数S11是必须考虑的几个重要方面。ANSYS HFSS软件基于自适应网格剖分技术,用户可以很方便的设置材料类型、边界条件和物理尺寸对任意的三维模型进行全波分析求解,进行求解分析。ANSYS HFSS 软件可以计算出各种主要的天线设计参数。

2.1天线增益参数的分析

天线的辐射方向和增益可以表征天线辐射能量的集束能力和天线从传输线获得的输入功率转化成辐射功率的效率,不仅关系到电磁波传输的方向范围和距离范围,而且关系到天线的发射能力和接收灵敏度。在微带天线中影响天增益的因素包括以下几个方面

1 介质基板的损耗大小;

2 天线辐射的表面波损耗;

3 方向性的强弱;

4 匹配网络和输入端的匹配情况;

5 天线结构的导体损耗。

图1-1所示结构一为单个辐射元,其介质为材料为Rogers TMM(4),相对介电常数为4.5,损耗正切0.002;图1-4所示结构二为二元天线阵列,相对于结构一有两点不同,一是采用了组阵的方式增强了方向性,增加了发射方向上的增益。二是增加了空气介质层,空气的损耗正切几乎为0,减小了天线的损耗,也可以增加增益。通过图2-1和图2-2的对比验证了以上两点。

图2-1 单层一元天线增益图图2-2 双层阵列天线增益图

图2-3 单层一元天线二维方向图图2-4双层阵列天线二维方向图如图2-1和图2-3所示,单层一元天线水平波瓣宽度100度,垂直波瓣宽度95度,增益7.5dB。而图2-2和

图2-4所示,双层阵列天线水平波瓣宽度90度,垂直波瓣宽度35度,增益11.2dB。优化的效果还是比较显著的。

2.2天线反射参数的分析

在微波电路中,电压和电流由于高频特性的原因已经不能描述电路的特点,并且难以测量。为了表征微波电路的特性需要用能在微波频率下直接测量的散射参数[5]。也简称S参数,具体到天线领域,由于只需要研究输入端口的情况,只需要散射参数的一种,就是S11参数,

表示的是输入端口的反射和入射的比值。普通意义上的S11和电压驻波比VSWR是可以相互换算的,也就是说有时候S11和电压驻波比VSWR只需要观察一种就可以了,本文选择观察S11.。通常S11在实际意义上不仅可以表示输入功率的利用率,而且还可以根据不同频率下的S11观察元件的工作带宽。S11越小功率的利用率越大,一般取S11在-15dB以下。

本例中的微带天线是一种谐振天线,一般只能工作在谐振频率附近,频带比较窄。为了实际的需要,拓宽微带天线的带宽的研究是当今的一个发展方向。一般情况下介质板的厚度和介电常数是影响微带天线工作带宽的主要因素。本文通过增加使用空气介质层从而加大介质厚度,对工作带宽的拓宽起到了很好地效果。

图2-3 单层一元天线S11参数

图2-4 双层阵列天线S11参数

经过ANSYS HFSS软件对天线的S11进行求解,自动得出了S11的曲线图,进而进行一定的改进和优化,如图2-3所示单层一元天线S11小于-15dB以下的带宽在20M左右。而图2-4所示是改进后的双层阵列天线S11小于-15dB以下的带宽已经接近了100M。已经完全可以满足Wi-fi天线的对带宽的实际要求。

3 结束语

经过对比改进前后两种结构天线的基于ANSYS HFSS软件有限元法的计算结果,可以发现通过使用空气介质层和阻阵的方法对于改善天线增益和拓宽频率带宽的优势是非常明显的。而且空气介质层可以更加方便于实际的调试,本文提出的双层阵列天线具有很大的实用价值。

利用ANSYS HFSS进行仿真设计可以在基于计算机的情况下就可以对设计的结果进行分析和优化,并且ANSYS HFSS软件自带的计算功能可以大大降低了设计难度。可以降低设计成本,缩短设计周期。参考文献

[1] 谢拥军.HFSS原理与工程应用[M].北京:科学出版社2009

[2] 王增和. 天线与电波传播[M]. 北京:机械工业出版社,2005.

[3] I.J.鲍尔. 微带天线[M]. 北京: 电子工业出版社, 1985.

[4] 刘学观,郭辉萍. 微波技术与天线[M] . 西安:西安电子科技大学出版社,2004.

[5] 廖承恩.微波技术基础[M] .西安:西安电子科技大学出版社,2003 .278

HFSS的天线课程设计报告书

. . . . . 图1:微带天线的结构 一、 实验目的 ●利用电磁软件Ansoft HFSS 设计一款微带天线。 ◆微带天线要求:工作频率为2.5GHz ,带宽 (回波损耗S11<-10dB)大于5%。 ●在仿真实验的帮助下对各种微波元件有个具体形象的了解。 二、 实验原理 1、微带天线简介 微带天线的概念首先是由Deschamps 于1953年提出来的,经过20年左右的发展,Munson 和Howell 于20世纪70年代初期制造出了实际的微带天线。微带天线由于具有质量轻、体积小、易于制造等优点,现今已经广泛应用于个人无线通信中。 图1是一个简单的微带贴片天线的结构,由辐射源、介质层和参考地三部分组成。与天线性能相关的参数 包括辐射源的长度L 、辐射源的 宽度W 、介质层的厚度h 、介质 的相对介电常数r ε和损耗正切 δtan 、 介质层的长度LG 和宽度WG 。图1所示的微带贴片天线是采用微带天线来馈电的,本次将要设计的矩形微带贴片天线采用的是同轴线馈电,也就是将同轴线街头的心线穿过参考地和介质层与辐射源相连接。 对于矩形贴片微带天线,理论分析时可以采用传输线模型来分析其性能,矩形贴片微带天线的工作主模式是TM10模,意味着电场在长度L 方向上有2/g λ的改变,而在宽度W 方向上保持不变,如图2(a )所示,在长度L 方向上可以看做成有两个终端开路的缝隙辐射出电磁能量,在宽度W 方向的边缘处由于终端开路,所以电压值最大电流值最小。从图2(b )可以看出,微带线边缘的电场可以分解成垂直于参考地的分量和平行于参考地的分量两部分,两个边缘的垂直电场分量大小相等、方向相反,平行电场分量大小相等,方向相反;因此,远区辐射电场垂直分量相互抵消,辐射电场平行于天线表面。

主流卫星通信天线对比

常用卫星通信天线介绍(一) 原文:寇松江(爱科迪) ★★★★(7020207)添加点图片

天线是卫星通信系统的重要组成部分,是地球站射频信号的输入和输出通道,天线系统性能的优劣影响整个通信系统的性能。地球站与卫星之间的距离遥远,为保证信号的有效传输,大多数地球站采用反射面型天线。反射面型天线的特点是方向性好,增益高,便于电波的远距离传输。 反射面的分类方法很多,按反射面的数量可分为双反射面天线和单反射面天线;按馈电方式分为正馈天线和偏馈天线;按频段可分为单频段天线和多频段天线;按反射面的形状分为平板天线和抛物面天线等。下文对一些常用的天线作简单介绍。 1.抛物面天线 抛物面天线是一种单反射面型天线,利用轴对称的旋转抛物面作为主反射面,将馈源置于抛物面的焦点F上,馈源通常采用喇叭天线或喇叭天线阵列,如图1所示。发射时信号从馈源向抛物面辐射,经抛物面反射后向空中辐射。由于馈源位于抛物面的焦点上,电波经抛物面反射后,沿抛物面法向平行辐射。接收时,经反射面反射后,电波汇聚到馈源,馈源可接收到最大信号能量。 图1 抛物面天线

抛物面天线的优点是结构简单,较双反射面天线便于装配。缺点是天线噪声温度较高;由于采用前馈,会对信号造成一定的遮挡;使用大功率功放时,功放重量带来的结构不稳定性必须被考虑。 2.卡塞格伦天线 卡塞格伦天线是一种双反射面天线,它由两个发射面和一个馈源组成,如图2所示。主反射面是一个旋转抛物面,副反射面为旋转双曲面,馈源置于旋转双曲面的实焦点F1上,抛物面的焦点与旋转双曲面的焦点重合,即都位于F2点。从从馈源辐射出来的电磁波被副反射面反射向主反射面,在主反射面上再次被反射。由于主反射面的焦点与副反射面的焦点重合,经主副反射面的两次反射后,电波平行于抛物面法向方向定向辐射。对经典的卡塞格伦天线来说,副反射面的存在遮挡了一部分能量,使得天线的效率降低,能量分布不均匀,必须进行修正。修正型卡塞格伦天线通过天线面修正后,天线效率可提高到0.7—0.75,而且能量分布均匀。目前,大多数地球站采用的都是修正型卡塞格伦天线。 卡塞格伦天线的优点是天线的效率高,噪声温度低,馈源和低噪声放大器可以安装在天线后方的射频箱里,这样可以减小馈线损耗带来的不利影响。缺点是副反射面极其支干会造成一定的遮挡。

线圈天线设计经验总结

线圈天线设计经验总结 线圈天线设计经验总结 做了三四个月的线圈天线了,从刚开始的什么都不懂,到现在的知道自己什么不懂, 也算是一个成长的过程,做了这么久,有点经验,写在这里与大家分享一下。 需求是13.56MHz 的天线,就像刷公交卡的那种天线一样,但不知道用什么形式的天 线做,看了一两个礼拜的微带天线,参考教程在HFSS 中做出了第一个微带天线的仿真, 正觉得有点进展的时候,老师一句话,用线圈天线做,我不得不改做线圈天线。然后就是 各种资料的搜索与学习。 线圈天线是一种很简单的天线,复杂点说的话,就是用铜线(当然可以是其他材料) 按照一定的形状绕几圈,ok ,这就是线圈天线了,铜线的两头加上激励源就可以发射了。(有兴趣的同学可以把你手中的公交卡打开,会发现它就是用的线圈天线,网上有这种教程,可以让你把公交卡拆开,然后把完成公交卡功能的天线和芯片拿出来贴在手机后盖和 电池之间,这样就可以很潇洒的实现手机刷卡了,哈哈,不过要怎么充值就要自己想办法了)当然,这个时候的线圈天线是不好用的,因为你对它的特性什么的都不了解。所以, 打算先进行理论方面的研究。 理论分析与Matlab 仿真 因为做的是类似于RFID 的NFC 的13.56MHz 的线圈天线,天线在这个频率一般都是 使用磁场耦合来实现能量的传递,那么我们就对在这个时候线圈的磁场进行分析。网上 关于矩形线圈的磁场分析有很多论文了,但我们还是自己做一下会理解的比较深刻,先复 习一下电磁场的知识,正好书上有一道例题讲的就是长度为l 的导线在周围空间任意点产生的磁场公式,这里引入了矢量磁位A ,因为矢量磁位A 的方向与电流I 的方向是相同的,而且对矢量磁位求旋度就是磁感应强度B ,这种性质对线天线来讲是很有用的。 矩形线圈 我们先来研究单圈的矩形线圈天线。 根据有限长导线周围磁感应强度的公式,算出四条边在空间某一点的矢量磁位A ,由于两两方向相同,叠加之后就剩下了两个方向的向量相加,这样利于后面求旋度的处理; 对空间某一点总矢量磁位A 求旋度就得到了磁感应强度B ,只取B 的Z 方向大小Bz 就 得到了我们所关心的垂直方向磁感应强度(因为刷卡的时候算磁通量只有垂直方向的是有 效的)。这样得到的是一个巨复杂的公式,用人的肉眼直接观察看不出来任何规律,于是 借助Matlab 的画图功能得到直观的感受。 Matlab 的m 文件内容与图片如下: clear all; clc;

HFSS 天线设计实例

HFSS 天线设计实例 这是一种采用同轴线馈电的圆极化微带天线 切角实现圆极化 设计目标!(具体参数可能不精确,望大家谅解)主要讲解HFSS操作步骤! GPS微带天线:介质板:厚度:2mm,介电常数:2.2,大小:100mm*100mm 工作频率:1.59GHz,圆极化(左旋还是右旋这里不讲了哈),天线辐射在上半平面覆盖! 50欧同轴线馈电, 1、计算参数 首先根据经验公式计算出天线的基本参数,便于下一步建立模型。 贴片单元长度、宽度(正方形贴片长宽相等)、馈电点位置,分离单元长度.下表是经HFSS分析后选择的一组参数:

2、建立模型 首先画出基板50mm*50mm*2mm 的基板 起名为substrate 介电常数设置为如图2.2的,可以调整color颜色和transparent透明度便于观察 按Ctrl+D可以快速的使模型全可见!按住Ctrl+Alt键,拖动鼠标可以使3D模型自由旋转同理,我们画贴片:

1、在基板上画出边长65mm(假设用公式算出的是这么多)的正方形 2、起名为patch,颜色选绿色,透明度设为0。5 画切角是比较麻烦的 1、用画线条工具,画三线段,坐标分别是0.5.0, 5.0.0, 0.0.0 2、移动三角形,选中polyline1,选菜旦里edit\Arrange\move,先确定坐标原点或任一点为基准点,将三角形移动到左上角和贴片边沿齐平。 3、复制三角形,选中polyline1,选菜单里edit\arrange\duplicate\around axis,相对坐标轴复制,角度换成180,然后在右下角就出现了相对称的另一个三角形。 4、从patch上切掉对角上的分离单元polyline1和polyline1_1: 选中patch、polyline1和polyline1_1,选菜单里3D modeler\Boolean\Subtract 把polyline1和polyline1_1从patch上切掉最后剩下 先在介质板底面画一个100mm*100mm的正方形作为导电地板。起名为 ground 下面就是画馈源了:我们采用同轴线馈电,有两种建模方法: 1、在馈电点画一0.5mm的铜柱代表同轴线内导体,起名为feed 2、在介质板底面馈电点处画一1.5mm的圆,起名为port 3、复制port为port1,复制feed为feed1 4、复选port和feed1,执行菜单里3D Modeler\Boolean\Subtract,使port成为一个内径0.5mm外径1.5mm

卫星通信天线简介

常用卫星通信天线简介 天线是卫星通信系统的重要组成部分,是地球站射频信号的输入和输出通道,天线系统性能的优劣影响整个通信系统的性能。地球站与卫星之间的距离遥远,为保证信号的有效传输,大多数地球站采用反射面型天线。反射面型天线的特点是方向性好,增益高,便于电波的远距离传输。 反射面的分类方法很多,按反射面的数量可分为双反射面天线和单反射面天线;按馈电方式分为正馈天线和偏馈天线;按频段可分为单频段天线和多频段天线;按反射面的形状分为平板天线和抛物面天线等。下文对一些常用的天线 作简单介绍。 1.抛物面天线 抛物面天线是一种单反射面型天线,利用轴对称的旋转抛物面作为主反射面,将馈源置于抛物面的焦点F上,馈源通常采用喇叭天线或喇叭天线阵列,如图1所示。发射时信号从馈源向抛物面辐射,经抛物面反射后向空中辐射。由于馈源位于抛物面的焦点上,电波经抛物面反射后,沿抛物面法向平行辐射。接收时,经反射面反射后,电波汇聚到馈源,馈源可接收到最大信号能量。 图1 抛物面天线 抛物面天线的优点是结构简单,较双反射面天线便于装配。缺点是天线噪声温度较高;由于采用前馈,会对信号造成一定的遮挡;使用大功率功放时,功放重量带来的结构不稳定性必须被考虑。 2.卡塞格伦天线

卡塞格伦天线是一种双反射面天线,它由两个发射面和一个馈源组成,如图2所示。主反射面是一个旋转抛物面,副反射面为旋转双曲面,馈源置于旋转双曲面的实焦点F1上,抛物面的焦点与旋转双曲面的焦点重合,即都位于F2点。从从馈源辐射出来的电磁波被副反射面反射向主反射面,在主反射面上再次被反射。由于主反射面的焦点与副反射面的焦点重合,经主副反射面的两次反射后,电波平行于抛物面法向方向定向辐射。对经典的卡塞格伦天线来说,副反射面的存在遮挡了一部分能量,使得天线的效率降低,能量分布不均匀,必须进行修正。修正型卡塞格伦天线通过天线面修正后,天线效率可提高到0.7—0.75,而且能量分布均匀。目前,大多数地球站采用的都是修正型卡塞格伦天线。 卡塞格伦天线的优点是天线的效率高,噪声温度低,馈源和低噪声放大器可以安装在天线后方的射频箱里,这样可以减小馈线损耗带来的不利影响。缺点是副反射面极其支干会造成一定的遮挡。 图2 卡塞格伦天线 3.格里高利天线 格里高利天线也是一种双反射面天线,也由主反射面、副反射面及馈源组成,如图3所示。与卡塞格伦天线不同的是,它的副反射面是一个椭球面。馈源置于椭球面的一个焦点F1上,椭球面的另一个焦点F2与主反射面的焦点重

(完整版)射频微带阵列天线设计毕业设计

射频微带阵列天线设计 摘要 微带天线是一种具有体积小、重量轻、剖面低、易于载体共形、易于与微波集成电路一起集成等诸多优点的天线形式,目前已在无线通信、遥感、雷达等诸多领域得到了广泛应用。同时研究也发现由于微带天线其自身结构特点,存在一些缺点,例如频带窄、增益低、方向性差等。通常将若干单个微带天线单元按照一定规律排列起来组成微带阵列天线,来增强天线的方向性,提高天线的增益。 本文在学习微带天线和天线阵的原理和基本理论,加以分析,利用Ansoft 公司的高频电磁场仿真软件HFSS,设计了中心频率在10GHz的4元均匀直线微带阵列,优化和调整了相关参数,然后分别对单个阵元和天线阵进行仿真,对仿真结果进行分析,对比两者在相关参数的差异。最后得到的研究结果表明,微带天线阵列相较于单个微带天线,由于阵元间存在互耦效应以及存在馈电网络的影响,微带阵列天线的回波损耗要大于单个阵元。但是天线阵列增益明显大于单个微带天线,且阵列天线比单个阵元具有更好的方向性。

关键词:微带天线微带阵列天线方向性增益 HFSS仿真 Design of Radio-Frequency Microstrip Array Antenna ABSTRACT Microstrip antenna is a kind of antenna form with many advantages like,small size, light weight, low profile, easy-to-carrier conformal, easy integration with many other of microwave integrated circuits and so on. Now microstrip array wildly applied in the filed of wireless

9米卫星天线技术资料.

9.0米电动卫星通信天线 WTX9.0-6/4(14/12)型 技术说明书 贵州振华天通设备有限公司(4191厂)

1、概述 WTX9-6/4和WTX9-14/12型卫星通信天线是一种具有四口线极化频谱复用 馈源系统的9米改进型卡赛格伦天线系统。当天线朝天时,天线的轮廓尺寸为φ9m×10.3m。整个天线具有效率高、旁瓣低、使用维护方便、抗风能力强、造形 美观,刚性好,精度高的特点。广泛用于C频段和Ku频段卫星通信地球站。 天线的主反射面均为实体铝板结构,主面直径为9m,副面直径为 1.08m。 立柱式座架的设计允许方位连续转动140o,俯仰从5o~90o连续转动。方位轴和俯仰轴由马达驱动,驱动速度为0.03o/秒和0.1o/秒两种。 馈源系统的极化轴也由马达驱动,驱动速度为 1.5o/秒,转动范围为180o。 步进跟踪系统由室内天线控制单元、室外马达控制器、变频器和信标接收机组成。轴角显示分辨率为0.01o,跟踪精度为0.06o,步进跟踪系统能使天线随时准确地对准卫星。 本天线的外型图见图 1.1。

图1.1 2、天线的主要技术参数 天线主要技术参数与性能指标 项目名称 参数指标 WTX9.0-4/6 WTX9.0-12/14 C波段Ku波段 接收发射接收发射 一、电气性能指标 1.工作频率(GHz) 3.625~4.2 5.825~6.425 10.95~12.75 14.00~14.50 2.增益(dB)50.1 53.2 59.2 60.4 3.驻波≤1.25:1 ≤1.25:1 4.波束宽度(-3dB) 0.513°0.359°0.185°0.159° 5.天线噪 声温度(仰角10°) 37°K57°K (仰角20°) 32°K 48°K 6.G/T值(dB/K)(T LNA=60K) 30 38.4dB/K 7.极化方式四端口或二端口线极化 8.馈源插入损耗(dB) 0.2 0.25 0.40 9.收发隔离度(dB) ≥85 10.交叉极化隔离度(dB) ≥35 11.第一旁瓣(dB) -14 12.广角旁瓣符合CCIR-580-4标准 13.功率容量(KW) 5 1 14.馈源接口CPR-229F CPR-137G WR-75 WR-75 二、机械性能指标 天线口径9000 mm 转动范围方位±70°俯仰5°~90° 跟踪速度0.03°/S 跟踪精度0.06°/S 三、环境特性 1.工作风速35m/s 2.不破坏风速55m/s 3.环境温度-50oC—+60oC 4.雨降10cm/h 5.阳光辐射1000kcal/h㎡6.相对温度0%—100% 7.裹冰 2.5cm 8.使用寿命:8年 抗风能力保精度工作稳态风20m/s,阵风27m/s. 降经度工作稳态风25m/s,阵风30m/s,降雨50mm/h. 保全条件阵风55m/s,天线朝天锁定. 天线重量3500

天线设计毕业汇报总结

第一章绪论 一、绪论 1.1课题的研究背景及意义 自古至今,通信无时无刻不在影响着人们的生活,小到一次社会交际中的简单对话;大到进行太空探索时,人造探测器与地球间的信息交换。可以毫不保留地说,离开了通信技术,我们的生活将会黯然失色。近年来,随着光纤技术越来越成熟,应用范围越来越广。在广播电视领域,光纤作为广播电视信号传输的媒体,以光纤网络为基础的网络建设的格局已经形成。光纤传输系统具有的传输频带宽,容量大,损耗低,串扰小,抗干扰能力强等特点,已成为城市最可靠的数字电视和数据传输的链路,也是实现直播或两地传送最经常使用的电视传送方式。随着全球通信业务的迅速发展,作为未来个人通信主要手段的现代通信技术引起了人们的极大关注,我国在移动通信技术方面投入了巨大的人力物力,我国很多地区的电力通信专用网也基本完成了从主干线向光纤过度的过程。目前,电力系统光纤通信网已成为我国规模较大,发展较为完善的专用通信网,其数据、语音,宽带等业务及电力生产专业业务都是由光纤通信承载,电力系统的生产生活,显然,已离不开光纤通信网。 无线通信现状另一非常活跃的通信技术当属,无线通信技术了。无线通信技术包括了移动通信技术和无线局域网(WLAN)技术等两大主要方面。移动通信就目前来讲是3G 时代,数字化和网络化已成为不可逆转的趋势。目前,移动通信已从模拟通信发展到了数字移动通信阶段。无线局域网可以弥补以光纤通信为主的有线网络的不足,适用于无固定场所,或有线局域网架设受限制的场合,当然,同样也可以作为有线局域网的备用网络系统。WLAN,目前广泛应用IEEE802.11 系列标准。其中,工作于2.4GHZ 频段的820.11 可支持11Mbps 的共享接入速率;而802.11a 采用5GHZ频段,速率高达54Mbps,它比802.11b 快上五倍,并和820.11b兼容。给人们的生活工作带来了很大的方便与快捷。 在整个无线通信系统中,用来辐射或接收无线电波的装置成为天线,而通信、雷达、导航、广播、电视等无线电技术设备都是通过无线电波来传递信息的,均需要有无线电波的辐射和接收,因此,同发射机和接收机一样,天线也是无线电技术设备的一个重要组成部分,其性能的优良对无线通信工程的成败起到重要作用。天线的作用首先在于辐射和接收无线电波,但是能辐射或接收电磁波的东西不一定都能作为天线。任何高频电路,只要不被完全屏蔽,都可以向周围空间或

HFSS的天线课程设计(20201005041508).docx

一、实验目的 ●利用电磁软件Ansoft HFSS 设计一款微带天线。 ◆微带天线要求:工作频率为,带宽( 回波损耗 S11<-10dB)大于 5%。 ● 在仿真实验的帮助下对各种微波元件有个具体形象的了解。 二、实验原理 1、微带天线简介 微带天线的概念首先是由 Deschamps于 1953 年提出来的,经过 20 年左右的发展, Munson和 Howell 于 20 世纪 70 年代初期制造出了实际的微带天线。微带天线由于具有质量轻、体积小、易于制造等优点,现今已经广泛应用于个人无线通信中。 图1 是一个简单的微带贴片天线的结构,由辐射源、介质层和参考地三部分组成。与天线性能相关的参数 包括辐射源的长度L、辐射源的 宽度 W、介质层的厚度 h、介质 的相对介电常数r和损耗正切 tan、介质层的长度LG和宽度 WG。图 1 所示的微带贴片天线是图 1:微带天线的结构 采用微带天线来馈电的,本次将要设计的矩形微带贴片天线采用的是同轴线馈 电,也就是将同轴线街头的内心线穿过参考地和介质层与辐射源相连接。 对于矩形贴片微带天线,理论分析时可以采用传输线模型来分析其性能, 形贴片微带天线的工作主模式是TM10模,意味着电场在长度L方向上有 g / 2 矩 的 改变,而在宽度 W方向上保持不变,如图 2(a)所示,在长度 L 方向上可以看做 成有两个终端开路的缝隙辐射出电磁能量,在宽度W方向的边缘处由于终端开路,所以电压值最大电流值最小。从图 2(b)可以看出,微带线边缘的电场可以分解成 垂直于参考地的分量和平行于参考地的分量两部分,两个边缘的垂直电场分量大小 相等、方向相反,平行电场分量大小相等,方向相反;因此,远区辐射电场垂直分 量相互抵消,辐射电场平行于天线表面。

手机双频天线设计论文综述

通信工程专业实训 题目:手机内置天线的设计 专业:通信2班 学号:1167119226 姓名:李盼 指导老师:杜永兴 分数:_________________

目录 摘要: 关键字: 第一章:背景介绍 第二章:实训过程记录第三章:实训结论 第四章:实训总结 第五章:参考文献

摘要:现在的电子通讯技术飞速发展,随着技术可经济的推进,人们对手机的要求越来越高,然而手机的基本功能就是打电话,而对手机的内置天线要求就更高难度更大,小型化,并且能工作在不同的频段下,文中主要研究双频手机PIFA天线。采用了开槽的的设计方法实现了天线的双频,工作性能良好,易于实现,现在大多数手机都使用这种天线。 关键字:PIFA天线,双频,GSM,DCS,HFSS 第一章:背景介绍 1.1 移动通信对手机天线的要求 天线最主要的功能在于转换两种不同传播介质中的电磁波能量。在能量转换的过程中,会出现收发信机与天线及天线与传播介质之间的不连续接口。在无线通讯系统中,天线必须依照这两个接口的特性来做适当的设计,以使得收发信机、天线以及传播介质之间形成一个连续的能量传输路径。 移动通信手机对天线的要求: 外在要求: 天线尺寸小,重量轻,剖面低,携带方便,机械强度好 电性能要求: 水平面要求有全向辐射方向图,频带宽,效率高,增益高,受周围环境影响小,对人体辐射伤害小 1.2 手机天线的指标意义 天线输入阻抗: 天线的输入阻抗是以收发机与天线间的接口往天线端看入所得到的阻抗值。这一数值对天线的辐射效率,天线的带内增益波动,天线前端的功率容量有很大的影响。手机天线是一种驻波天线,,天线的阻抗不匹配,将导致大量的信号反射,使天线的辐射效率降低,同时由于反射的影响使得天线在宽频带内的增益有抖动,如果天线的驻波为6,手机前端的击穿电压将降为原来的1/6,而功率容量就会下降。 手机天线驻波对天线效率的影响不可不慎。 天线的驻波要求,我们目前统一要求为小于3。

(完整版)基于HFSS的微带天线设计毕业设计论文

烟台大学 毕业论文(设计) 基于HFSS的微带天线设计 Microstrip antenna design based on HFSS 申请学位:工学学士学位 院系:光电科学技术与信息学院

烟台大学毕业论文(设计)任务书院(系):光电信息科学技术学院

[摘要]天线作为无线收发系统的一部分,其性能对一个系统的整体性能有着重要影响。近年来内置天线在移动终端数量日益庞大的同时功能也日益强大,对天线的网络覆盖及小型化也有了更高的要求。由于不同的通信网络间的频段差异较大,所以怎样使天线能够覆盖多波段并且同时拥有足够小的尺寸是设计内置天线的主要问题。微带天线具有体积小,重量轻,剖面薄,易于加工等诸多优点,得到广泛的研究与应用。微带天线的带宽通常小于3%,在无线通信技术中,对天线的带宽有了更高的要求;而电路集成度提高,系统对天线的体积有了更高的要求。 随着技术的进步,在不同领域对于天线的各个要求越来越高,所以对微带天线的尺寸与性能的分析有着重要的作用。对此,本文使用HFSS 软件研究了微带天线的设计方法,论文介绍及分析了天线的基本概念和相关性能参数,重点对微带天线进行了研究。 本文介绍了微带天线的分析方法,并使用HFSS 软件的天线仿真功能,对简单的微带天线进行了仿真和分析。 [关键词] 微带天线设计分析HFSS [Abstract]Antenna as part of the wireless transceiver system, its performance important impact on the overall performance of a system. Internal antenna in recent years an increasingly large number of mobile terminals while also increasingly powerful, and also network coverage and miniaturization of the antenna Band differences between the different communication networks, cover band and also problem of the design built-in antenna. Microstrip antenna with small size, light weight, thin profile, easy to process many advantages, extensive research and application. Microstrip antenna bandwidth is typically less than 3% the bandwidth of the antenna in wireless communication technology; improve the integration of the circuit the size of the antenna. As technology advances in different areas for various requirements of the antenna important role. Article uses HFSS microstrip antenna design, the paper introduces and analyzes the basic concepts and performance parameters of the antenna, with emphasis on the microstrip antenna. This article describes the analysis of the microstrip antenna and antenna simulation in HFSS simulation and analysis functions, simple microstrip antenna. [Key Words]Microstrip antenna design analysis HFSS

用于Ku频段低速卫星通信的阵列天线设计

2017年第4期信息通信2017 (总第172 期)INFORMATION & COMMUNICATIONS (Sum. N o 172) 用于K u频段低速卫星通信的阵列天线设计 徐永杰,高时汉 (广州海格通信集团股份有限公司,广东广州M0663) 摘要:根据装载平台的迫切需求,研制了一种工作在K u频段的、高效率、低剖面、适应于低速卫星通信的阵列天线,该阵 列天线采用角雉喇》八、正交模搞合器和波导功分器组阵的方式,并集成了 BUC和LNB。由该天线阵列构成的动中通系 统不仅满足小型平台机动应用的通信需求,也可对我国现有的中高速卫星通信网形成必要的补充。 关键词:K u频段;低剖面;阵列天线;动中通 中图分类号:TN965 文献标识码:A文章编号:1673-1131(2017)04-0173-04 Des^n of a Array Antenna at Ku-band for satellite commumcations With Low data rate communicatioiis Xu Yongjie, Gao Shihan (GuangZhou Haige Communications Group Incorporated Company,GuangZhou510663) Abstrate :In this paper,a high efficiency,low profile antenna array at Ku-band for satellite communications With Low data rate communications is described,which is based on horn antennas,the Orthomode Transducer and waveguide power divider struc-ture and integrated with LNB and BUC.The Satcom on the Move composed of t he array antenna not only meet the needs of small mobile communications platform,moreover,it is necessary of supplement the existing high date rate satellite communications. Key words :Ku band;low profile;array antenna;Satcom on the Move 〇引言 随着卫星通信的发展,在小型水面舰艇、运输车队以及机 械化部队的装甲车等具有通信需求的装载平台配置用户地球 站时,面临小塑装载平台的限制,急需更小型天线系统的用户 站装备;同时,在原有固定使用模式的基础上,机动武器平台 对用户站进一步具有动中通的通信需求。在此类需求的基础 上,需要对原有型谱中用户站及天线进行更小型化设计,支持 动中通应用的卫星终端站型。 基于以上需求,本文设计了一款K u频段小型化天线阵, 利用该天线阵组成的动中通天线配合卫星终端安装在水面舰 艇上,通过K u频段透明转发器和中心站通信,可实现在卫星 波束覆盖下的低速话音、基于IP协议数据交互、短信交互等功 能;也可以安装在运输车队和机械化部队的装甲车上,不仅满 足小型平台机动应用的通信需求,也可以对我国现有的中高 速卫星通信网形成必要的补充。 1天线组成 天线是用户站等站型设备的重要组成部分。本文设计的 天线阵列集成了平板阵列天线、上变频器(BUC)和下变频器 (LNB)等部分,用于构建无线传输通道。如图1虚线框中所示。 图1用户站设备组成图 2喇叭阵列天线设计 喇机平板阵列天线由于体积小、效率高、低剖面和重量轻,在无线通信系统中得到了广泛的应用。Starling、ERA、Raysat、Trao Star等公司设计的平板阵列天线促进了国内平板天线的发展,但 这些平板天线结构与用户站设备给出的结构形式不匹配。根据 结构要求,本文设计了方形喇叭阵列天线,采用波导喇叭作为天 线的基本辐射单元,利用变形T型结,实现馈电网络的设计,组 成了 3元天线子阵,利用子阵技术,设计出3X20元阵列天线。 天线阵列指标为: 工作频率:RX12.25GHz?12_75 GHz TX 14.0GHz?14.5 GHz 天线口径:等效0.3米; 天线增益:大于30.5dBi; 天线高度:小于60mm; 双端口驻波比:<1.5; 双端口隔离度:>55dB; 极化形式:线极化; 天线带宽:收发双频带带宽均为0.5GHz。 2.1辐射单元设计 喇叭单元是波导阵列天线常用的基本天线单元。喇叭天 线单元剖面如图2所示。 根据图2可得出下列几何关系式[1]: 0 L… cos-= -(1) 2 L+a I= —(£T

天线设计毕业论文

第一章绪论 一、绪论 1.1 课题的研究背景及意义 自古至今,通信无时无刻不在影响着人们的生活,小到一次社会交际中的简单对话;大到进行太空探索时,人造探测器与地球间的信息交换。可以毫不保留地说,离开了通信技术,我们的 生活将会黯然失色。近年来,随着光纤技术越来越成熟,应用范围越来越广。在广播电视领域, 光纤作为广播电视信号传输的媒体,以光纤网络为基础的网络建设的格局已经形成。光纤传输系统 具有的传输频带宽,容量大,损耗低,串扰小,抗干扰能力强等特点,已成为 城市最可靠的数字电视和数据传输的链路,也是实现直播或两地传送最经常使用的电视传送 方式。随着全球通信业务的迅速发展,作为未来个人通信主要手段的现代通信技 术引起了人们的极大关注,我国在移动通信技术方面投入了巨大的人力物力,我国很多地区的电力通信专用网也基本完成了从主干线向光纤过度的过程。目前,电力系统光纤通信网已成为我国规模较大,发展较为完善的专用通信网,其数据、语音,宽带等业务及电力生产专业业务都是由光纤通信承载,电力系统的生产生活,显然,已离不开光纤通信网。 无线通信现状另一非常活跃的通信技术当属,无线通信技术了。无线通信技术包括了移动通信技术和无线局域网( WLAN )技术等两大主要方面。移动通信就目前来讲是 3G时代,数字化和网络化已成为不可逆转的趋势。目前,移动通信已从模拟通信发展到了数字移动通 信阶段。无线局域网可以弥补以光纤通信为主的有线网络的不足,适用于无固定场所,或有线局域网架设受限制的场合,当然,同样也可以作为有线局域网的备用网络系统。WLAN ,目前广泛应用 IEEE802.11 系列标准。其中,工作于 2.4GHZ频段的 820.11可支持 11Mbps 的共享接入速率;而802.11a 采用 5GHZ 频段,速率高达 54Mbps ,它比802.11b 快上五倍,并和 820.11b兼容。给人们的生活工作带来了很大的方便与快捷。 在整个无线通信系统中,用来辐射或接收无线电波的装置成为天线,而通信、雷达、导航、广播、电视等无线电技术设备都是通过无线电波来传递信息的,均 需要有无线电波的辐射和接收,因此,同发射机和接收机一样,天线也是无线电技术设备的一个重要组成部分,其性能的优良对无线通信工程的成败起到重要作用。天线的作用首先在于辐射和接收无线电波,但是能辐射或接收电磁波的东西不一定都能作为天线。任何高频电路,只要不被完全屏蔽,都可以向周围空间或多或少地辐射电磁波,或从周围空间或多或少地接收电磁波,但是任意一个高频电路并不一定能用作天线,因为它的辐射或接收效率可能很低,要能够有效地辐射或接收电磁波,天线在结构和形式上必须满足一定的要求。快速发展的移动通信系统需要的是小型化、宽频带、多功能 (多频段、多极化 )、高性能的天线。微带天线作为天线 家祖的重要一员,经过近几十年的发展,已经取得了可喜的进步,在移动终端中采用内置微带天线,不但可以减小天线对于人体的辐射,还可使手机的外形设计多样化,因此内置微带天线将是未来天线技术的发展方向之一,设计出具有小型化的微带天线不但具有一定的理论价值而且具有重要的应用价值,这也成为当前国际天线界研究的热点之一。

天线设计

5. 2.4G PCB 天线设计 本节主要讨论的是2.4G PCB 天线,如果不考虑成本及体积,可以选用其它天线,如贴片天 线(小尺寸、中性能、中成本)或外置的鞭状天线(大尺寸、高性能、高成本),而PCB 天线是最低成本、中等尺寸,只要设计得当又能获得足够性能的天线。 本节中包括三种天线: ◆ 超小型PIFA 天线:用于Nano Dongle 的PCB 天线,由于PCB 空间受限,最大增益会 比其它几种天线小6dB 左右,即工作距离会短一半。由此天线及MCU 做成的完整板子大小为11mm*18mm 左右。 ◆ 正常PIFA 天线:用于Normal Module 的PCB 天线,所占PCB 空间最大,最大增益可 以达到1.5dB ,如PCB 面积足够,建议用此天线。由此天线做成的RF Module 板子大小为15mm*18mm 左右。 ◆ 正常Wiggle 天线:用于Normal Module 的PCB 天线,所占PCB 空间比第二种稍小, 增益也稍差1dB ,可以用于对体积稍有要求的无线终端,如对于空间比较紧凑的无线鼠标等设备。由此天线做成的RF Module 板子大小为13mm*18mm 左右。 5.1. 小尺寸Nano Dongle 用PIFA 天线设计 天线具体尺寸如下图(板材为两层FR4,板厚0.6mm ): 其中天线线宽A :0.15mm ;B :0.25mm ;C : 0.4mm 图表11 Nano Dongle PIFA 天线

天线性能S11如下,工作频段覆盖整个2.4G ISM 频段 : 图表12 Nano Dongle PIFA 天线S11 2D 和3D 增益如下,该天线最大增益只有-5dB 左右:

常用卫星通信天线介绍

常用卫星通信天线介绍(一) 寇松江 (爱科迪信息通讯技术有限公司,北京,100070) E -mail: 天线是卫星通信系统的重要组成部分,是地球站射频信号的输入和输出通道,天线系统性能的优劣影响整个通信系统的性能。地球站与卫星之间的距离遥远,为保证信号的有效传输,大多数地球站采用反射面型天线。反射面型天线的特 点是方向性好,增益高,便于电波的远距离传输。 反射面的分类方法很多,按反射面的数量可分为双反射面天线和单反射面天线;按馈电方式分为正馈天线和偏馈天线;按频段可分为单频段天线和多频段 天线;按反射面的形状分为平板天线和抛物面天线等。下文对一些常用的天线 作简单介绍。 1.抛物面天线 抛物面天线是一种单反射面型天线,利用轴对称的旋转抛物面作为主反射面,将馈源置于抛物面的焦点F上,馈源通常采用喇叭天线或喇叭天线阵列,如图 1所示。发射时信号从馈源向抛物面辐射,经抛物面反射后向空中辐射。由于 馈源位于抛物面的焦点上,电波经抛物面反射后,沿抛物面法向平行辐射。接 收时,经反射面反射后,电波汇聚到馈源,馈源可接收到最大信号能量。

图1 抛物面天线 抛物面天线的优点是结构简单,较双反射面天线便于装配。缺点是天线噪声温度较高;由于采用前馈,会对信号造成一定的遮挡;使用大功率功放时,功放重量带来的结构不稳定性必须被考虑。 2.卡塞格伦天线 卡塞格伦天线是一种双反射面天线,它由两个发射面和一个馈源组成,如图2所示。主反射面是一个旋转抛物面,副反射面为旋转双曲面,馈源置于旋转双曲面的实焦点F1上,抛物面的焦点与旋转双曲面的焦点重合,即都位于F2点。从从馈源辐射出来的电磁波被副反射面反射向主反射面,在主反射面上再次被反射。由于主反射面的焦点与副反射面的焦点重合,经主副反射面的两次反射后,电波平行于抛物面法向方向定向辐射。对经典的卡塞格伦天线来说,副反射面的存在遮挡了一部分能量,使得天线的效率降低,能量分布不均匀,必须进行修正。修正型卡塞格伦天线通过天线面修正后,天线效率可提高到0.7—0.75,而且能量分布均匀。目前,大多数地球站采用的都是修正型卡塞格伦天线。

浅谈卫星通信天线系统综合防雷设计

浅谈卫星通信天线系统综合防雷设计 1 概述 卫星通信天线是卫星通信基站的重要组成部分。卫星通信基站的卫星天线一般架设在建筑物楼顶上,相对周围环境而言,目标比较突出,从而导致雷击概率增多,通信基站常常遭受雷害,导致通信设备损坏、系统瘫痪。 雷击的危害主要有四个方面:1、直击雷;2、雷电波侵入;3、感应过电;4、地电位反击。以上四方面中雷电对卫星通信天线系统的危害主要以雷电波侵入、感应过电压与地电位反击三者居多,这三者统称为雷电电磁脉冲。据有关统计资料,直击雷的损坏仅占15%,而雷电电磁脉冲的损坏占85%。因此,对雷电电磁脉冲的防护是防雷系统设计的重点。 2 设备组成 本次卫星通信天线防雷系统的设计以3.0米环焦通信卫星天线为设计对象,卫星通信天线系统包括室外部分设备、室内部分设备、以及室内及室外设备之间的连接电缆。 室内设备包括伺服控制单元(简称ACU)、伺服驱动单元(简称ADU)、信标接收机。 室外设备为卫星天线,包括天线头、天线座、方位俯仰极化电动机、方位俯仰传感器、方位俯仰极化限位开关、倾角仪等。 室内及室外设备之间的连接电缆包括强电电缆及弱电电缆。 3 防雷等级分类计算 卫星通信天线一般架设在建筑物的楼顶,在卫星通信天线系统防雷设计时,首先是要确定建筑物的防雷等级,从而进一步分析确认卫星天线系统的防雷设计的相关指标参数。《建筑物防雷设计规范》(GB50057-97 2000)中,对建筑物防雷等级的划分,除了由建筑物的功能定性外,第二、三类防雷建筑,还取决于建筑物的预计年雷击次数N。 建筑物年预计雷击次数应按下式计算: N = k * Ng * Ae (1) 式中:N ──建筑物年预计雷击次数(次/a); k ──校正系数,在一般情况下取1,在下列情况下取相应数值:位于旷野孤立的建筑物取2;金属屋面的砖木结构建筑物取1.7;位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物,以及特别潮湿的建筑物取1.5; Ng ──建筑物所处地区雷击大地的年平均密度[次/(km2·a)]; Ae──与建筑物截收相同雷击次数的等效面积(km2)。

GHz矩形微带贴片天线设计

燕山大学 课程设计说明书 题目: 基于ADS的矩形微带贴片天线的设计 学院(系):理学院 年级专业:电子信息科学与技术13 学号: 学生姓名:张凤麒任春宇 指导教师:徐天赋 教师职称:副教授 燕山大学课程设计(论文)任务书 院(系):理学院基层教学单位:电子信息科学与技术13

说明:此表一式四份,学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。年月日燕山大学课程设计评审意见表

基于ADS的矩形微带贴片天线设计 The Design of Rectangular microstrip patch antenna with ADS 摘要:本文研究了通信系统中的矩形微带贴片天线。首先介绍了矩形微带贴片的背景及微带馈电的设计考虑。使用了安捷伦辅助仿真工具ADS对2GHz矩形微带贴片天线结构及相应的参数进行了设置仿真及优化,尽可能达到其相应的技术指标。 Abstract:This paper studies the rectangular microstrip patch antenna in communication system. Firstly, the background of rectangular microstrip patch and the design considerations of microstrip feed are introduced. The microstrip patch antenna structure and corresponding parameters of 2GHz rectangular microstrip patch antenna are simulated and optimized by ADS, and the corresponding technical index is reached as far as possible. 关键词:矩形微带贴片天线 ADS 设计 Keyword:Rectangular microstrip patch antenna ADS design 一.矩形微带贴片天线的背景 微带贴片天线由于具有质量轻、体积小,易于制造等优点,现今已经广泛应用于个人无线通信中。微带贴片天线由接地板、介质基片和介质基片上的辐射贴片构成的,其中辐射贴片可以是任意的几何形状,但是只有有限的几何形状能计算出辐射特性,比如矩形,圆形,椭圆形,三角形、半圆形、正方形等比较规则的几何形状,其中矩形和圆形贴片的研究最多,可以作为单独的天线使用也可以作为阵元使用。当然在实际应用中,也有矩形和圆形贴片达不到要求的情况,这就促使了人们对各种几何形状微带贴片天线的研究。本文选用矩形贴片来研究微带天线。

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