微波技术与天线课程设计模板

1、微波技术与天线课程设计 题 目： 专 业： 作者1： 1班，200840600000，姓名 作者2： 作者3： 作者4： 作者5： 指导教师： 宗卫华 自动化工程学院2011年 月 日1、 天线结构及性能参考文献中给出的天线结构图如图1，其回波损耗如图2，可见天线的-6dB带宽为，覆盖UWB的两个频带。天线的方向图如图3，在水平面具有全向性，符合UWB通信终端天线的方向性要求。图1 天线结构图图2 天线的回波损耗图图3 天线的方向图（4GHz）2、 采用HFSS建立天线模型采用HFSS建立天线的模型如表1及表2，变量如表3。表1天线的三维体模型名称形状顶点(x,y,z) (mm)尺寸(mm)材

2、料arm1圆柱体(0,0,0.5)radius=$r，height=$lPecarm2圆柱体(0,0,-0.5)radius =$r，height=-$lPecairbox长方体(-$lbd/3-$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天线的二维面模型名称形状所在面顶点尺寸边界/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 变量表变量名变量初始值（mm）变量值（mm）$lbd 100$l2525 (50, 75, 100)$r11 (2, 3, 4)3、 计算结果验证HFSS计算的回波损耗如图4，方向图如图5。计算结果与文献值基本吻合，验证了仿真的正确性。图4 天线的回波损耗图图5 天线的方向图4、 天线性能讨论天线的小型化与宽带化是无线通信终端天线设计的热点与难点。下面通过分析天线的谐振频率，改变天线的尺寸，来探索降低天线的尺寸，提高天线的带宽的方法。（1） 天线

4、的谐振频率从图4可见，天线有3个谐振频率，分别为3.5GHz、6.8 GHz、9.5 GHz，在这些频率点，天线上的电流分布如图6。(a) (b) 图6 天线上电流分布 (a) 3.5GHz, (b) 6.8GHz, (c) 9.5GHz（2） 天线尺寸对带宽影响图6给出天线尺寸改变时回波损耗的变化，可见随着。的增大，天线的谐振频率降低（升高），天线带宽增加（减小）。图6 回波损耗随天线尺寸变化图 (a) r, (b) s, (c) t（3） 降低天线尺寸的方法5、 参考文献（将参考文献打印附在后面）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