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宽频带小型化天线的研究

专业：电子信息工程 年级：2012级

班级：电子1班 姓名：王振杰 学号：20122450131

2015年12月23日

宽频带小型化天线的研究

摘要：无线通信技术的迅速发展和应用，推动着通信设备及其电子器件制造向小型化、多用途的方向发展。天线作为任何无线通信系统前端收发 信号的部件，对通信质量起着至关重要的作用，也往往是制约无线通信系统小型化发展的主要障碍。设计与现代信息传递相适应的小尺寸、宽频带、高效率、大容量、易安装、多功能的天线已成为当今天线研究领域中一个很重要的课题。

由于微带天线具有体积小、重量轻、低剖面、易于与有源器件和微波电路集成的特点，目前广泛应用于雷达、卫星通信、移动无线通信、以及各种通信设备当中。但微带天线本身具有高品质因数、窄频带、低效率等缺点，大大限制了它们的应用。本论文在总结前人研究的基础上，主要针对微带天线的宽频带和小型化技术展开了研究分析。具体内容阐述如下:

1. 一种基于皮亚诺分形结构工作在 X 波段的高增益、宽频带微带阵列天线。该天线由64个分形辐射单元组成辐射阵列来获得较高的增益，同时增加了寄生层形成F-P谐振腔，有效地提高了天线的带宽。在 10GHz处天线的增益为24.1dBi，小于-10dB的相对阻抗带宽达到了12.6%，同时天线的口径效率为89.4%。相对于传统的矩形结构，减小了天线的尺寸，实现了天线的小型化。

2.一种新的小型化宽频带多频微带天线。可以适用于蓝牙、射频识别、全球微波无线互联网和无线局域网。该微带天线主要由一个矩形环、一个开口六边形环、三条矩形带以及缺陷地组成,可同时工作在蓝牙、射频识别、全球微波无线互联网和无线局域网的通信频段上。天线谐振频率分别为2.47GHz、3.48GHz和5.5 GHz，相应带宽为0.11GHz(2.38~2.49 GHz)、0.86GHz（3.19~4.05 GHz）和1.11GHz（4.95~6.06GHz）,增益最高达到5.75dBi。

3. 一种小型化双极化宽频带微带缝隙天线。采用十字缝隙耦合、多层积叠贴片和双层馈电等技术,并选择双偏置微带线作为馈电。这些技术的采用拓宽了天线带宽,实现了良好的阻抗匹配。双层馈电技术减小了天线尺寸,并使天线的两个端口具有良好的隔离度。通过样品测量,驻波比小于1.5的端口相对带宽分别达40%和38.5%,工作频带内两端口隔离度(S21)大于25dB,增益 最大值达9. 1 dB。该天线具有良好的性能并且工作在1710~2170 MHz频段,可制作成天线阵应用于移动通信中。

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4. 一种基于腔膜理论工作于2.45GHz的RFID标签天线。采用锯齿形边缘替代直线形边缘实现天线的小型化，然后采用圆弧形边缘代替锯齿形边缘对天线进行优化。

关键词：微带天线，宽频带，小型化天线，皮亚诺分形，多频，微带缝隙天线，十字缝隙耦合，多层积叠贴片，射频识别，圆弧形边缘

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目录

摘要 ...................................................................................................................................... 1 第一章：绪论 ....................................................................................................................... 4

第一部分：天线的小型化技术 ....................................................................................... 4

1.1加载技术 .......................................................................................................... 4 1.2采用特殊材料基片............................................................................................ 6 1.3采用特殊形式,优化天线的外彩结构 ................................................................. 7 第二部分：天线的宽频带技术 ....................................................................................... 9

2.1缝隙以及耦合技术............................................................................................ 9 2.2利用宽带匹配网络实现天线小型化和宽频带特性 .......................................... 10

第二章：天线的研究 .......................................................................................................... 11

第一部分：基于皮亚诺分形结构的微带阵列天线 ....................................................... 11

摘要 ..................................................................................................................... 11 1天线的结构........................................................................................................ 11 第二部分：新型宽频带多频微带天线设计 .................................................................. 13

摘要 ..................................................................................................................... 13 1天线的结构： .................................................................................................... 14 第三部分：双极化宽频带微带缝隙天线 ...................................................................... 16

摘要 ..................................................................................................................... 16 1天线的结构： .................................................................................................... 17 第四部分：RFID标签天线 .......................................................................................... 19

摘要 ..................................................................................................................... 19

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