小型化多频段天线的研究

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1、；皇京交硕士学位论文小型化多频段天线的研究ResearchonMiniaturizedandMulti--bandAntennas作者：张荣导师：王国栋北京交通大学2013年3月中图分类号：TN828．6UDC：654学校代码：10004㈣洲㈣圳洲洲㈣⋯㈣I密级：公开Y2428203北京交通大学硕士学位论文小型化多频段天线的研究ResearchOilMiniaturizedandMulti-bandAilteililas作者姓名：张荣导师姓名：王国栋学位类别：工学学科专业：通信与信息系统学号：10120190职称：副教授学位级别：硕士研究方向：电

2、磁兼容北京交通大学2013年3月致谢本论文的工作是在我的导师王国栋副教授的悉心指导下完成的，王国栋副教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来王国栋老师对我的关心和指导。EMC实验室的其他老师悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助，在此向各位老师表示衷心的谢意。在实验室工作及撰写论文期间，张广志、买华、花国良、吉日格乐、毛羽、李颖、马岚、张丹等同学对我论文中的研究工作给予了热情帮助，其他各位同学也在研究生学习和生活期问给予了我无微不至的关心和帮助，在此向他们表达我的感激之情

3、，谢谢你们让我有了这么一段难忘的经历。另外也感谢我的家人，他们给了我很多信心，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业，你们永远健康快乐是我最大的心愿。最后向所有给予我关心、支持和帮助的人表示衷心的感谢!jE京交迫太堂亟±堂焦途塞主塞擅蔓中文摘要摘要：随着移动通信技术与高速集成电路技术的快速发展，移动通信终端设备正朝着体积越来越小、功能越来越多的趋势发展，对其内部天线提出了小型化、多频段的要求。微带天线由于其体积小，重量轻，低剖面等优点，被广泛应用于移动设备、航空航天装置、雷达等方面。而由其演变而来的PIFA(PlanarInvertedF

4、Antenna，PIFA)不仅具有以上特点，还同时具备结构简单、低剖面、重量轻、易于与微波电路集成等优点，能很好的满足当今通信系统对移动设备的需求。本文针对微带天线小型化多频段技术的问题进行了研究、分析与总结，通过对平面倒F天线进行开槽与弯折等思路，提出并实际制作了一种极具应用价值的单层附带寄生单元的手机天线，可工作在2G与3G标准中的GSM900、DCS、WCDMA、TDS-CDMA、CDMA2000共五个无线通信系统的常用工作频段。天线测试与仿真结果一致，证实了本文所设计天线的有效性。同时，还详细给出了设计此类天线的一般思路和步骤，对于同类天

5、线的设计具有一定参考价值。本文首先重点介绍了微带天线的基本结构和原理，分析了微带天线的辐射机理和馈电方法，综述了其优缺点，并在其基础上论述了PIFA天线的结构与分析方法，对天线设计的主要性能参数和指标进行了概述。并对微带天线常用的几种小型化与多频化方法的进行了总结与分析。基于前文对微带天线的研究，提出了本文所设计的手机天线，该天线不仅结构简单而且占用空间非常小。根据微带天线原理和本文对天线的工作频段需求，给出了天线的初始设计，然后基于电磁仿真软件HFSS进行了三维全波电磁仿真。此外，详尽分析了对该天线仿真结果的回波损耗、电压驻波比、辐射方向性图、

6、峰值增益和电流分布等性能参数。为了进一步达到参数指标，采用了在原天线基础上增加寄生单元的方法扩展高频带宽，并在HFSS中进行仿真与参数优化。基于工程使用的考虑，基于电磁仿真软件研究了电路板载元器件和接地板大小分别对天线性能的影响，并对仿真结果进行了分析与讨论。并制作了天线实物，测量了天线回波损耗与辐射方向性图，测量结果与仿真一致。最后总结全文，提出了实验中还需要改进的问题，并对今后的研究做出了展望。关键词：微带天线，PIFA，小型化，多频段分类号；TN828．6jE立銮逼太堂亟±堂僮诠塞————△二巴』L工j∑尘—盟ABSTRACTABSTRAC

7、T：Withtherapiddevelopmentofmobilecommunicationtechnologyandhigh-speedintegratedckcuittechnology，themobilecommunicationterminaldevicesbecoⅡ1esInallerandmorediversified，SOminiaturizationandmulti-bandarcmoreandmoreimportant．Becauseofitssmallsize，lightweight，lowprofile，etc．，Micro

8、stripantennasarewidelyusedinmobiledevices，aerospaceequipments，radar,