微带天线展宽.ppt

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1、1.2微带天线的馈电技术对微带天线的激励方式主要分为两大类：直接馈电法和间接馈电法。直接与贴片相接触的方法称为直接馈电法，目前普遍采用的有同轴背馈法和微带线侧馈法。与贴片无直接接触的激励方法就是间接馈电法，此类方法主要有：电磁耦合法，缝隙耦合法和共面波导馈电法等。馈电技术直接影响到天线的阻抗特性，所以也是天线设计中的一个重要组成部分。1.3馈电结构模型同轴探针馈电模型微带线侧馈模型缝隙耦合馈电模型共面波导馈电模型电磁耦合馈电模型1.4微带天线的应用微带天线的优势有：低剖面、低成本并可制成多功能、可共形的天线；可集成到无线电设备内部，可用于室内

2、，也可用于室外；其尺寸可大可小，大的微带天线其长宽可到十几米，而一副用于PCS的内部集成的宽带微带天线，其尺寸是15mm×15mm×1.5mm。显然，其优势是明显的。目前，微带天线已在空间技术，移动通信卫星和手持便携式通信设备中得到了广泛的应用。对微带天线的研究正在蓬勃地展开，这是一个具有极强生命力的课题。随着相关技术的发展，微带天线无论在理论研究，还是在工艺制造上都将越来越成熟，必将开辟更为广阔的应用领域。2微带天线的分析方法传输线模型(TLM—TransmissionLineModel)：最早出现的也最简单，把微带天线的分析简化为一维传输

3、线问题主要应用于矩形贴片腔模理论(CM－CavityModel)：是在对微带谐振腔分析的基础上发展起来的，发展到基于二维边值问题的求解，可用于各种规则贴片积分方程法(IEM－IntegralEquationMethod)，即全波(FW－FullWave)分析理论：最为复杂也是最精的，计入第三维的变化，可用于各种结构、任意厚度的微带天线，然而要受到计算模型的精度和机时的限制3.1影响微带天线带宽的因素带宽的定义：带宽(BW)往往以输入端电压驻波比系数(VSWR)的值小于某给定值的频率范围来表示，若给定的VSWR值为S，则VSWR

4、W为：影响带宽的因素变化方向品质因素的变化对带宽的影响宽长比(W/L)增加变小，变小BW增大介质损耗角正切变大变小BW增大相对介电常数变小变小，变小BW增大基板的厚度增大变小，变小，变大BW增大3.2各种展宽微带天线带宽的途径一、基本途径：降低等效谐振电路Q二、增加额外谐振点：附加寄生贴片、采用LC谐振电路、加载短路探针三、附加阻抗匹配网络四、其他途径4宽频带微带天线4.1采用介电常数较小的厚介质基板基板厚度h的增加使得天线的辐射电导也随之增大，辐射对应的及总的下降；介电常数较小时，介质对场的束缚减小，易于辐射，天线的储能减少，综合两者，天线

5、的频带变宽。一、E字形贴片天线天线E面辐射方向图天线H面辐射方向图2.04GHz～2.91GHz，35.1%(a)f=2.13GHz(b)f=2.7GHz天线贴片上的电流分布情况最大变化幅度不超过1dB，最大增益达到了9.05dBi二、采用L形耦合馈电方式的微带天线L形耦合馈电微带天线的S参数天线输入阻抗变化曲线(3.86GHz～5.8GHz)，40.2％天线E面辐射方向图天线H面辐射方向图三、脊形接地板微带贴片天线天线E面辐射方向图天线H面辐射方向图2.02GHz～3.9GHz,64%四、使用金属斜面馈电的微带天线2.15GHz～4.76G

6、Hz，BW＝75.5％五、蜿蜒探针馈电的微带天线1.6GHz～2.24GHz,640M,33.3%1.64GHz～2.16GHz,540M,27%天线E面辐射方向图天线H面辐射方向图最大增益达到了9.19dBi最大变化幅度不超过1.45dB4.2增加额外谐振点一、附加寄生贴片2.66GHz～3.06GHz,400M,14%2.65GHz～2.71GHz,60M,2.2%二、采用LC谐振电路三、在贴片和接地板之间加入短路探针3.62GHz～7.32GHz,67.5％4.3附加阻抗匹配网络一、单调谐枝节匹配技术3.375GHz～3.855GHz,

7、13％二、枝节匹配在同轴探针馈电的微带天线中的应用1.78GHz~2.31GHz,26%微带天线的E面辐射方向图微带天线的H面辐射方向图4.4展宽微带天线频带的其他途径采用3维V字形贴片天线1.86GHz~5.36GHz，97%1.95GHz~3.04GHz,44%E面辐射方向图H面辐射方向图5多频带微带阵列天线多片法和单片法5.1L/X波段双频微带阵列天线一、X波段微带阵列的设计30mm二、L波段微带阵列的设计120mm三、综合分析8.52GHz～9.3GHz,780MHz8.9GHzX波段阵列E面辐射方向图X波段阵列H面辐射方向图1.62

8、GHz～1.67GHz,50M1.65GHzL波段天线阵列E面方向图L波段天线阵列H面方向图四、L/X双频微带阵列天线各项性能指标5.2S/X波段三频段微带阵列天线