微波技術(shù)與天線課程設(shè)計模板

1、微波技術(shù)與天線課程設(shè)計 題 目： 專 業(yè)： 作者1： 1班，200840600000，姓名 作者2： 作者3： 作者4： 作者5： 指導(dǎo)教師： 宗衛(wèi)華 自動化工程學(xué)院2011年 月 日1、 天線結(jié)構(gòu)及性能參考文獻(xiàn)中給出的天線結(jié)構(gòu)圖如圖1，其回波損耗如圖2，可見天線的-6dB帶寬為，覆蓋UWB的兩個頻帶。天線的方向圖如圖3，在水平面具有全向性，符合UWB通信終端天線的方向性要求。圖1 天線結(jié)構(gòu)圖圖2 天線的回波損耗圖圖3 天線的方向圖（4GHz）2、 采用HFSS建立天線模型采用HFSS建立天線的模型如表1及表2，變量如表3。表1天線的三維體模型名稱形狀頂點(diǎn)(x,y,z) (mm)尺寸(mm)材

2、料arm1圓柱體(0,0,0.5)radius=$r，height=$lPecarm2圓柱體(0,0,-0.5)radius =$r，height=-$lPecairbox長方體(-$lbd/3-$r,-$lbd/3-$r, -$lbd/3-$l)xsize=2*$lbd/3+2*$rysize=2*$lbd/3+2*$rzsize=2*$lbd/3+2*$lvacuum表2天線的二維面模型名稱形狀所在面頂點(diǎn)尺寸邊界/源ground矩形yz0mm,0mm,0mmdy=30mmdz=-100mmPECPatch矩形yz8mm,5mm,0mmdy=30mmdz=-28mmPECshort矩形xy0

3、mm,16mm,0mmdx=8mmdy=0.8mmPECfeed矩形xy0mm,8mm,0mmdx=8mmdy=0.8mmLumped port表3 變量表變量名變量初始值（mm）變量值（mm）$lbd 100$l2525 (50, 75, 100)$r11 (2, 3, 4)3、 計算結(jié)果驗證HFSS計算的回波損耗如圖4，方向圖如圖5。計算結(jié)果與文獻(xiàn)值基本吻合，驗證了仿真的正確性。圖4 天線的回波損耗圖圖5 天線的方向圖4、 天線性能討論天線的小型化與寬帶化是無線通信終端天線設(shè)計的熱點(diǎn)與難點(diǎn)。下面通過分析天線的諧振頻率，改變天線的尺寸，來探索降低天線的尺寸，提高天線的帶寬的方法。（1） 天線

4、的諧振頻率從圖4可見，天線有3個諧振頻率，分別為3.5GHz、6.8 GHz、9.5 GHz，在這些頻率點(diǎn)，天線上的電流分布如圖6。(a) (b) 圖6 天線上電流分布 (a) 3.5GHz, (b) 6.8GHz, (c) 9.5GHz（2） 天線尺寸對帶寬影響圖6給出天線尺寸改變時回波損耗的變化，可見隨著。的增大，天線的諧振頻率降低（升高），天線帶寬增加（減?。D6 回波損耗隨天線尺寸變化圖 (a) r, (b) s, (c) t（3） 降低天線尺寸的方法5、 參考文獻(xiàn)（將參考文獻(xiàn)打印附在后面）1 K. Wong, Planar antennas for wireless communi

5、cations, John Wiley & Sons, New York, 2003. 3 J. D. Mingo, A. Valdovinos, F. Gutierrez and J. M. Gonzalez, “Inverted-F antenna with parasitic elements for TETRA handset,” in Proc. Vehicular Tech. Conf., 1999, vol. 3, p. 1919-1923. 4 K. Fujimoto and J. R. James, Mobile antenna systems handbook, 3

6、rd ed., Norwood, MA Artech House, 2003. 5 Steven R. Best, Antenna Engineering Handbook, 4th Ed.,J. L. Volakis (Ed.), McGraw-Hill, 2007, pp. 6.31 6.32. 7 G. Kumar and K. Ray, Broadband Microstrip Antennas, Norwood, MA, Artech House, 2003. 8 Y. J. Wang, C. K. Lee and W. J. Koh, “Single-patch and singl

7、e-layer square microstrip antenna with 67.5% bandwidth,” IEE Proc.Microwave and Antenna Prop. , vol. 148, no. 6, p.418-422, 2001. 9 R. Chair, K M. Luk and K.F. Lee, “Measurement and analysis of miniature multilayer patch antenna,” IEEE Trans. on Antenna and Prop., vol. 50, no. 52, p.244-250, 2002. 1

8、0 D. Manteuffel, A. Bahr, D. Heberling, and I. Wolff, “Design considerations for integrated mobile phone antennas,” in Proc. 11th Conf. on Antennas and Prop. , Manchester, 2001, vol. 1. p. 252-256. 11 N. Herscovici, “New considerations in the design of microstrip antennas,” IEEE Trans. on Antenna an

9、d Prop. , vol. 46, no. 6, p. 807-812, 1998. 12 P. Lindberg and E. Ojefors “A bandwidth enhancement technique for mobile handset antennas using wavetraps”, IEEE Trans. on Antennas and Prop., vol. 54, no. 8, 2006, p. 2226-2232. 13 R.B. Waterhouse, Microstrip Patch Antenna, Kluwer Academic Publishers, Boston , 2003. 14 P.Vainikainen, J. Ollikainen, O. Kivekäs and I. Kelander, "Reson