本科论文答辩

论文答辩论文题目：2.45GHz微带天线的设计Designofmicro-stripantennawhichworksin2.45GHz答辩人：导师：时间：2012年6月目录第一章选题意义、目的和背景第二章设计目标第三章微带天线的设计和仿真结果第四章论文的不足之处结束语第一章选题意义、目的和背景1.1选题意义

ISM频段（中心频率2.45GHz）射频识别无线通信系统蓝牙个域网无线局域网等标识、管理、定位和识别生产、销售、流通过程中物品远距离射频识别系统物联网（替代条形码）提供高增益来远距离激活微波标签（芯片）改善增益提高带宽所设计天线能用1.2微带天线的特点优特点缺薄小轻具有平面结构卫星导弹面可共形结构批量印刷生产有源器件集成易获得圆/双极化等多功能多频段工作频带窄辐射效率低（激励表面波、倒替、介质损耗）功率容量小基板对性能影响大1.3微带天线的应用前景基于以上优点可用于1、2、卫星通讯；多普勒及其它制式雷达；无线电测高计；3、指挥和控制系统；导弹遥测；无线电引信；4、环境检测仪表和遥感；复杂天线中的馈电单元；5、GPS卫星导航；6、远距离射频识别系统中作高增益天线来激活微波芯片和数据的无线传输。无线通讯技术小型化接收机1.4微带天线的发展现状发展现状常规设计带宽：1%—6%

新一代典型带宽：15%—20%也已制成超宽频带微带天线。微带天线现已应用于大约100MHz—100GHz的宽广频域上的大量无线电设备中，特别是在飞行器上和地面便携式设备中。在要求低剖面辐射器的场合，即使微带天线某些特性不如正常天线，也往往被优先选用。随着微带天线材料、设计和加工工艺的不断发展，其应用正在与日俱增。微带天线将能替代不少常规天线，而成为一些民用和军事装备，特别是便携式设备的更新换代产品。天线的改良都是以牺牲其余的某些特性为代价的，具体要看实际应用的需求而定。1.5目前研究方向小型化拓展频带宽度双频、多频带的研究基于如何改善缺点充分利用优点更适合于于实际应用收发共用，处理同步进行收发的多频段信号满足无线通信系统对带宽越来越高的要求电子产品小型化的趋势，集成的需要

由于微带天线优缺点的共存和发展的需要，对微带天线的改良设计显得尤为重要和现实。本论文旨在探索改良微带天线的带宽和增益。1.6论文结构和主要内容引言基本原理设计天线参数分析发展与现状优、缺点设计理论基础分析方法理论计算软件设计确定设计目标理论支持方向图S参数增益驻波比达到设计目标第二章设计目标输入端反射系数S11<-10dB；驻波比VSWR<2；匹配程度的描述指标；输入阻抗为50欧姆；带宽B>25MHz；最大增益Gain>6dB；同时尽可能的缩小天线的面积。第三章设计和仿真结果分析

3.1选型和参数确定

考虑到天线的成本和应用，尤其带宽和辐射增益的要求。选用介质板材为RogersR04003（玻璃纤维+陶瓷），其相对介电常数为3.38，厚度h=5mm,中心频率f0=2.45GHz。（用厚且介电常数低的基板材料时，辐射更强、带宽易实现）

3.2仿真结果1、仿真软件用HFSS（全波三维电磁仿真软件）。HFSS是设计、优化和预测天线性能的有效工具。从简单的单极子天线到复杂雷达屏蔽系统及任意馈电网络，HFSS都能精确地预测其电磁性能，包括辐射方向图、波瓣宽度、内部电磁场分布等等。2、天线模型3、参数扫描L参数扫描：W参数扫描：3.3优化后的仿真结果1、S11参数2、斯密斯阻抗圆图3、阻抗曲线图：4、驻波比VSWR图5、天线立体方向图：7、增益曲线有关数据分析：

在天线满足通信系统所要求的电压驻波比小于2和S11小于-10dB的要求下，天线工作的中心频率仍约为2.45GHz，绝对带宽约140MHz>25MHz，相对带宽为5.71%，完全满足天线设计时的所需的频率和带宽要求。由阻抗图得到，在2.45GHz时，若设特性阻抗Z0=50欧姆，则馈点的阻抗为=(51.48-j12.2)欧姆，也能够较好地与50欧姆的同轴电缆馈线相匹配。最大增益为7.5dB>6dB。S11中心频率处反射系数为-16.95dB。

经过仿真数据可以得到：微带天线作为单个天线来说，带宽和增益有所提高，达到了常规设计的中上水平。然而方向性不强和S参数偏大了，这是由微带天线自身特点决定的；但完全满足微波天线的设计目标要求。第四章论文的不足之处1、S11反射系数偏大；2、方向性不太强；但有所提高。（这是单个天线的共性缺点）对于以上两个参数的改善可采用阵列天线，但阵列天线不利于天线的小型化设计。

由于本人知识和经验有限，论文还存在许多不足之处，恳请评委老师们批评指正！结束语本文对在2.45GHz中心工作频率下微带天线的带宽和增益做了尝试性改良，并提出了常规的设计思路和分析