關(guān)于微帶天線(xiàn)的小型化多頻段的論文開(kāi)題報告

　　1.論文選題的目的和意義

　　微帶天線(xiàn)以其體積小,剖面低,易集成,造價(jià)低等特性以及良好的性能受到廣泛的關(guān)注.隨著(zhù)移動(dòng)通信系統業(yè)務(wù)的不斷增加,通信設備不斷向小型化發(fā)展,對夭線(xiàn)體積,集成化及工作頻段的要求也越來(lái)越高.在某些通信場(chǎng)合,所用的頻段很低,例如低于1GHz,有時(shí)甚至只400-500MHz,此時(shí)傳統的半波長(cháng)微帶天線(xiàn)尺寸偏大.為此必須采用一定措施進(jìn)一步減小微帶天線(xiàn)的尺寸.現代移動(dòng)通信要求天線(xiàn)能具有多頻段(或寬頻帶)工作的能力.設計出實(shí)用的小型化,多頻度微帶天線(xiàn)己經(jīng)成為一個(gè)迫切的要求.研究和設計性能優(yōu)良的小型化多頻段微帶天線(xiàn)是本論文的主要工作.在必須考慮大小,重量,價(jià)格,特性要求,易安裝以及符合氣體動(dòng)力外觀(guān)等因素的高性能飛機,衛星以及全球定位系統,移動(dòng)通訊和無(wú)線(xiàn)通訊等諸多高度發(fā)展的應用中都需要具有低剖面,能平貼于任何平面或曲面的外觀(guān)特性,易制作,而且易與微波集成電路集成等優(yōu)點(diǎn)的微帶天線(xiàn).而微帶天線(xiàn)本質(zhì)上所具有的高品質(zhì)因數,窄頻帶,低效率等缺點(diǎn)也大大限制了它們的應用.因此,越來(lái)越多的研究投入放在如何改善它們的缺點(diǎn),充分利用它們的優(yōu)點(diǎn),使它們更適合于實(shí)際的應用上.

　　在這些研究中,除了基礎理論方面的討論外,隨著(zhù)全球通信產(chǎn)業(yè)的高度發(fā)展而帶來(lái)的應用研究則主要包含了能工作于雙頻,多頻帶的天線(xiàn)設計以及能增加頻寬的天線(xiàn)設計.能工作于雙頻帶的天線(xiàn)可以用為收發(fā)共用的天線(xiàn),以處理同步進(jìn)行接收與發(fā)射的兩個(gè)分離頻段的信號.另外,為了適應目前無(wú)線(xiàn)通訊中越來(lái)越高的帶寬要求,改善微帶天線(xiàn)窄頻帶特性的設計亦成為重要的.研究課題之一.在過(guò)去的研究中已出現了許多設計方法,但有利有弊,不是很理想.例如使用厚介質(zhì)基片材料以增加天線(xiàn)頻寬的設計在加大帶寬的同時(shí),使所使用的天線(xiàn)體積也加大了.而進(jìn)一步將天線(xiàn)體積縮小后,又會(huì )產(chǎn)生減小帶寬或使天線(xiàn)增益降低等缺點(diǎn).因此 , 在上述的前提下,本文將針對如何保持微帶天線(xiàn)小型化的同時(shí),對微帶天線(xiàn)多頻段,寬頻帶工作特性進(jìn)行研究,同時(shí)設計兩種新型的天線(xiàn)結構.

　　2.課題名稱(chēng)和課題來(lái)源

　　課題名稱(chēng):微帶天線(xiàn)的小型化多頻段研究

　　課題來(lái)源:本課題來(lái)源于現代通訊技術(shù)的實(shí)際需要.

　　3.前人在本課題研究領(lǐng)域的成果簡(jiǎn)介

　　微帶天線(xiàn)的概念早在1953年就由Deschamps提出.從70年代起,微帶天線(xiàn)隨著(zhù)應用領(lǐng)域的快速擴展而開(kāi)始被廣泛的研究和使用.其中,許多學(xué)者和工程師對微帶天線(xiàn)的雙頻,多頻操作進(jìn)行了大量的研究應用.早期發(fā)展的結構為堆疊式與共平面式的結構,之后隨著(zhù)頻率比,極化要求以及整體天線(xiàn)體積上的要求,并配合不同的饋入方式而有各種不同設計結構出現.例如有使用多個(gè)寄生元件或兩個(gè)獨立輻射元件的結構,有利用單一饋源或同時(shí)使用兩個(gè)獨立饋源在不同位置的設計,也有利用植入電抗性負載的設計,這些電抗性負載廣義而言包括短路同軸微帶,嵌入的微帶線(xiàn),短路棒,變容二極管,槽孔等等.在解決微帶天線(xiàn)窄頻帶特性的問(wèn)題上,各種設計不斷推陳出新,所利用的方法也不斷被開(kāi)發(fā)并互相結合.例如有使用低介電常數的厚介質(zhì)基底的設計,植入貼片電阻等損耗性元件的設計,植入集成式電抗性負載的設計,在饋入端設計匹配網(wǎng)絡(luò ),堆疊結構的設計,寄生元件的設計,植入槽孔以及利用槽孔耦合饋電的方式等等.

　　但是上述方法也存在不足,有時(shí)會(huì )影響天線(xiàn)其它性能指標.例如,使用短路探針加載,在縮減天線(xiàn)尺寸的同時(shí),對帶來(lái)一些缺點(diǎn),一方面使阻抗匹配依賴(lài)于短路探針的位置及其饋電點(diǎn)的距離,給制造公差提出了苛刻的要求,另一方面是帶寬縮減,如若使用電抗性元件加載同樣會(huì )造成帶寬縮減,如若使用電阻性器件,雖然有助于展開(kāi)頻帶,但是電阻性元件對能量的消耗將降低天線(xiàn)的效率.因此 , 如果采用新的技術(shù)在實(shí)現小型化微帶天線(xiàn)多頻段,寬頻帶工作性能的同時(shí),兼顧其它天線(xiàn)性能指標,如效率,增益,極化等,成為研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn).

　　4.研究的主要內容和方法

　　天線(xiàn)分析的基本問(wèn)題是求解天線(xiàn)在周?chē)�空間建立的電磁場(chǎng),求得電磁場(chǎng)后,進(jìn)而得出其方向圖,增益和輸入阻抗等特性指標.分析微帶天線(xiàn)的基本理論大致可以分為三類(lèi)·最早出現的也是最簡(jiǎn)單的是傳輸線(xiàn)模(TLM—Transmission Line Model)理論,主要用于矩形貼片.更嚴格更有用的是空腔模型(CM-Cavity Model)理論,可用于各種規則貼片,但是基本上限于天線(xiàn)厚度遠遠小于波長(cháng)的情況.最嚴格而計算最復雜的是全波(FW-Full Wave)理論,全波分析中常常需要使用到各種數值方法.從原理上來(lái)說(shuō),全波理論可用于各種結構,任意厚度的微帶天線(xiàn),然而要受到計算模型的精度和機時(shí)的限制.從數學(xué)處理上看,第一種理論把微帶天線(xiàn)的分析簡(jiǎn)化為一維的傳輸線(xiàn)問(wèn)題;第二種理論則發(fā)展到二維邊值的問(wèn)題的求解;第三種理論又進(jìn)了一步,可以計入三維的變化,不過(guò)計算也費時(shí)的多.自然,這三種理論仍在不斷的在某些方面有所發(fā)展,同時(shí)也出現了一些別的分析方法.基于對全波理論中積分方程法的簡(jiǎn)化,產(chǎn)生了格林函數法(GFA-Green Function Approach);而由空腔模墊的擴展,出現了多端網(wǎng)絡(luò )法(MNA-Multiport Network Approach),等.

　　本論文將分析總結多種實(shí)現微帶天線(xiàn)多頻段,寬頻帶工作的設計方法,尤其是對PIFA天線(xiàn)結構做了詳細分析,研究了天線(xiàn)高度,短路金屬板寬度與諧振頻率之間的變化關(guān)系等.在使用3D電磁場(chǎng)仿真軟件HFSS對天線(xiàn)結構進(jìn)行仿真的基礎上,結合多種設計方法,提出了兩種新型結構的微帶天線(xiàn),分別應用于WLAN,移動(dòng)通訊終端.論文中新型結構的微帶天線(xiàn)具有占用體積小,頻帶寬,效率高等優(yōu)點(diǎn).為了驗證仿真結果,制作并測試相應的天線(xiàn),對實(shí)驗結果與仿真結果要進(jìn)行對比,驗證是否吻合.

　　本論文的創(chuàng )新之處在于結合多種技術(shù),研制的兩種新型結構的微帶天線(xiàn),在實(shí)現小型化多頻段,寬頻帶工作的同時(shí),兼顧了天線(xiàn)的增益與效率等指標,對實(shí)現工業(yè)上可應用的微帶天線(xiàn)具有一定的指導意義.

　　論文內容安排如下:

　　第一章 緒論.介紹本論文的研究目的及意義,微帶天線(xiàn)多頻段,寬頻帶技術(shù)的 研究現狀,論文的研究?jì)热菁皠?chuàng )新之處,論文大綱.

　　第二章 簡(jiǎn)單介紹微帶天線(xiàn)的基本理論,包括:微帶天線(xiàn)的輻射機理,分析 模 型 以及理論分析方法,對天線(xiàn)的基本電參數做簡(jiǎn)要介紹.

　　第三章 詳細討論微帶天線(xiàn)小型化,寬頻帶以及多頻帶的各種方法.

　　第四章 設計兩種新型多頻,小型化微帶天線(xiàn),一種應用于WLAN ,另 一 種應用于移動(dòng)通訊終端.

　　第五章 對論文做總結,對論文的后續工作提出了建議

　　5,預期達到的目的和應用前景

　　微帶天線(xiàn)由于具有體積小,重量輕,剖面薄,易與飛行器共形,易于加工,易與有源器件和電路集成為單一模塊等諸多優(yōu)點(diǎn),因而自其誕生以來(lái)就得到社會(huì )各界的廣泛研究與應用.但通常的微帶天線(xiàn)主要是一種諧振式天線(xiàn),相對帶寬較窄.同時(shí),隨著(zhù)通訊技術(shù)的發(fā)展,寬帶的應用越來(lái)越受到重視,新的標準相繼提出,通訊產(chǎn)品越來(lái)越小型化,物理空間的限制成為系統設計必須考慮的重要因素,因此天線(xiàn)的小型化成為天線(xiàn)設計的又一研究熱點(diǎn).如何設計出同時(shí)具有小型化,多頻帶以及寬頻帶的微帶天線(xiàn)是當前微帶天線(xiàn)設計的難點(diǎn)與重點(diǎn).

　　本文針對當前對WLAN天線(xiàn),多頻移動(dòng)通訊終端天線(xiàn)的需求,設計出了符合性能指標要求的雙頻WLAN天線(xiàn)和內置五頻段內置天線(xiàn).

　　1,對于WLAN天線(xiàn),采用兩個(gè)背對背的天線(xiàn)實(shí)現分集接收,用來(lái)降低多重路徑衰減 ;在頻寬方面不僅帶寬符合無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)工作帶寬的要求而且S2 1也低于-2 0dB ; 天線(xiàn)具有高增益和不錯的增益穩定度,使得無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò )卡在接收信號時(shí)減少信號誤判的情形發(fā)生.

　　2,新型的內置式多頻段天線(xiàn)是在PIFA結構的基礎上,結合了多種技術(shù)實(shí)現的. 天線(xiàn)在各個(gè)頻帶內,都有相對寬的帶寬,滿(mǎn)足系統的要求,同時(shí)天線(xiàn)占用的空間較小,實(shí)現了天線(xiàn)的小型化,取得了比較好的性能.

　　由于論文時(shí)間所限,以及天線(xiàn)的工作頻率,物理空間的限制,所設計出天線(xiàn)的某些性能還有待改進(jìn),今后的本論文主要工作方向為:

　　1,對于WLAN天線(xiàn),可以考慮在接地板上采用電磁帶隙結構,以進(jìn)一 步減小兩個(gè)天線(xiàn)之間的互耦,改進(jìn)天線(xiàn)的方向圖.

　　2,對于內置式移動(dòng)終端天線(xiàn),考慮一個(gè)新的頻段一一5.2GHz,從而可以實(shí)現移動(dòng)終端與W LA N的互連;優(yōu)化饋電點(diǎn)位置,進(jìn)一步拓寬天線(xiàn)各頻段的阻抗帶寬 .

　　微帶天線(xiàn)的發(fā)展正方興未艾,應用前景非常廣泛.由于應用的需要,微帶天線(xiàn)在許多方面還將得到進(jìn)一步的發(fā)展,如天線(xiàn)介質(zhì)材料的更新,天線(xiàn)的多極化技術(shù),分形技術(shù),光子帶隙技術(shù)以及計算機輔助設計技術(shù)和計算機輔助制造技術(shù)等.隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展以及人們對微帶天線(xiàn)的深入研究和探討,微帶天線(xiàn)將會(huì )得到更為廣泛的應用.

【微帶天線(xiàn)的小型化多頻段的論文開(kāi)題報告】相關(guān)文章：

多跨框架軟件開(kāi)發(fā)論文開(kāi)題報告03-23

論文的開(kāi)題報告07-19

論文開(kāi)題報告06-09

論文開(kāi)題報告07-22

論文開(kāi)題報告07-07

論文開(kāi)題報告的作用08-23

足球論文開(kāi)題報告12-15

畢業(yè)開(kāi)題報告論文03-31

日語(yǔ)論文開(kāi)題報告精選06-30