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HFSS小型化圆极化天线研究(3)

时间:2021-06-18 22:54来源:毕业论文
1.3 课题研究的意义 近年来,卫星导航技术越来越多的应用,使得影响导航性能的天线发展受到了关注。在本文中,会设计一种小型双频圆极化微带贴片

1.3  课题研究的意义

近年来,卫星导航技术越来越多的应用,使得影响导航性能的天线发展受到了关注。在本文中,会设计一种小型双频圆极化微带贴片天线,其工作频率为1.268GHz和1.575GHz。目前在导航系统中,天线大都使用贴片结构。由于设计的需要,天线的小型化越来越得到广泛的关注。用陶瓷片作为天线的介质基板已经运用到了GPS天线中,但是现行的基片还存在着许多的缺点,并不能很好的满足设计需求,使用起来也相对比较谨慎。除了采用高介电常数的陶瓷来减小天线尺寸以外,我们迫切需要运用其他的方法来减小天线的尺寸,同时降低制作难度和成本。本文将把天线的小型化作为重点,同时介绍微带天线、圆极化和双频的基本概念。论文网

1.4  Ansoft HFSS高频仿真软件的介绍

近年来,微波技术在各个领域得到了广泛的应用,主要应用在无线通信、雷达、卫星通信、射频识别以及微波环境遥感等领域。同时由于微波主要研究的是高频信号,使得分析变得复杂和抽象。因此,大家纷纷在微波电磁场提出了许多具有研究价值的研究方向。然而,这些课题往往是很复杂的,传统的低频电路的分析方法已经不再适用,这使得设计工作通常需要经过反复的设计、加工、调试过程才能得到令人满意的结果。为了缩短开发周期,软件工程师也开发了很多相关软件,并得到极大地推广。

Ansoft HFSS用户设计界面简洁直观,容易上手,具有功能强大的分析能力和处理功能,能够计算任意三维结构的S参数和分析其电磁场结构。也可以计算天线反射参数、增益、远场方向图、远场3D图和3dB带宽等多种电参量;可以绘制三维图形,包括球形场分量、圆极化场分量、极化特性和轴比等,使得抽象的电磁场得以具体化。使用HFSS可以完成的主要功能:解决基本电磁场辐射和边界问题;计算端口特征阻抗和传输常数。完成S参数和阻抗的归一化;得到结构的本征模或谐振解。

1.5  本文的主要工作与内容安排

本文大概回顾了微带天线的发展以及应用前景,比较系统地总结了微带天线的基本概念和微带天线的重要结构,同时,介绍了天线的小型化、天线的圆极化以及实现双频天线的方法等理论知识,利用Ansoft 公司的HFSS(High Frequency Structure Simulator)电磁仿真软件,设计了一种适合当前无线通信应用的具有双频特性的微带天线。文章的最后一部分对设计的天线做了简单地介绍,同时给出了详细的仿真、调试过程,也提出了设计中存在的不足及工作期望。

2  微带天线的基本理论

2.1  微带线概述

微带线是在一定厚度的介质板上覆盖一定的导体带,另一面作接地金属平板而构成的。微带线中主要有三种损耗:1、导体损耗,2、介质损耗,3、辐射损耗。微带线的上方为空气,下方为介质。由于具有较高的介电常数,因此大部分的场都集中在介质基片内,且分布在微带线和地板中间。虽然如此,但在介质区域内仍有场分布,因此微带线中不存在纯 模。当频率太高时,微带中会激励起波导型横向谐振模式。其 的截止波长为

  (2.1)

0.4 是由边缘效应带来的等效宽度延伸量,而最低次模 的截止波长为

  (2.2)

此外,当微带尺寸设置不正确时,微带中还存在表面波,其最低次 型表面波的截止频率没有下限,最低次 表面波的截止波长为

  (2.3)文献综述

上述波导模和表面波模称为微带的高次模,为抑制高次模的出现,微带尺寸的选择需满足如下条件 HFSS小型化圆极化天线研究(3):http://www.751com.cn/tongxin/lunwen_77188.html

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