小型天線技術(shù)課件

小型天線技術(shù)＊CompactandBroadbandMicrostripAntennas＊BroadbandMicrostripAntennas小天線是移動(dòng)通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一隨著移動(dòng)無線通信技術(shù)的發(fā)展，各種移動(dòng)通信設(shè)備中的與設(shè)備共形的天線技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展：如1。GSM(globalsystemformobilecommunication)手機(jī)工作在800－900MHz2。全球定位系統(tǒng)(GPS:globalpositioningsystem)工作在1.5GHz3。IEEE802.11為協(xié)議的無線局域網(wǎng)工作在2.4GHz;.4。以IEEE802.16為協(xié)議的無線城局域網(wǎng)工作在5.8GHz5。2002年美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）通過了極寬帶通信技術(shù)（UWB）所規(guī)定的頻率匯聚范圍為3－11GHz小天線技術(shù)為滿足以上各種移動(dòng)通信的需求近二十年來人們發(fā)展了各種類型的小天線。小天線具有外型尺寸小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單造價(jià)低等特點(diǎn)。某些小天線還具有與通信設(shè)備共形的特性和嵌入系統(tǒng)整機(jī)的特性。微帶貼片天線微帶貼片天線是1953年由Deschamps,G.A.在他所發(fā)表的論文,‘‘MicrostripMicrowaveAntennas,’’Proc.3rdUSAFSymposiumonAntennas,1953.首先提出來的，文獻(xiàn)中又簡(jiǎn)寫為MSA（MicrostripAntenna).1970年Munson和Howell對(duì)微帶小天線的發(fā)展作出了重要的貢獻(xiàn)。主要優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：重量小，體積小，易于制造。可以使用微帶（微波基片）電路制造技術(shù)批量生產(chǎn)，造價(jià)低?？膳c其他集成電路集成在同一塊電路板上，可以使用多種極化技術(shù)?？梢怨ぷ髟诙鄠€(gè)頻帶或?qū)掝l帶上可以構(gòu)成自適應(yīng)天線；可重構(gòu)天線或自結(jié)構(gòu)天線等下一代智能天線（SmartAntennas）主要缺點(diǎn)：·NarrowBW;典型的工作帶寬只有5%·Lowergain;·Lowpower-handlingcapability.規(guī)則形狀的微帶天線，具有工作頻帶較窄增益低的特點(diǎn)，但利用一定的技術(shù)可以克服這些缺點(diǎn)。目前使用MSA技術(shù)的天線可以構(gòu)成UWB天線使用適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)也可以克服低增益的缺點(diǎn)。ApplicationsofMSAProximityfuses:接近引信；Pagers:Apublic-addresssystemusedforsummoningpurposes. microwavehyperthermia微波加熱；Intruderalarm入侵報(bào)警,telemetry遙測(cè)天線的帶寬理論：天線的阻抗帶寬一般是指天線的輸入口的反射系數(shù)小于－10dB的頻率寬度或指其輸入口的電壓駐波比小于2的頻率寬度。阻抗帶寬電壓駐波比與反射系數(shù)的關(guān)系天線的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)加入一微帶結(jié)構(gòu)的匹配網(wǎng)絡(luò)可以大大減小天線工作頻帶內(nèi)的反射。主要分析方法：·Thetransmissionlinemodel;·Thecavitymodel;·TheMNM..NumericalMethod這里MNM是多口網(wǎng)絡(luò)模型的縮寫multiportnetworkmodel基本貼片天線分析對(duì)一矩形MSA，其工作主要依靠其邊緣電流的輻射。當(dāng)矩形邊長(zhǎng)為L(zhǎng)時(shí)，其工作波長(zhǎng)λ的一半略小于L，即L~λ/2.λ是介質(zhì)基片中的電磁波波長(zhǎng)，與自由空間中的電磁波長(zhǎng)λ0的關(guān)系為為有效介電常數(shù)，是相對(duì)介電常數(shù)，頻率與傳輸線結(jié)構(gòu)的函數(shù)微帶天線的分析2對(duì)較復(fù)雜的微帶天線的分析需采用數(shù)值分析方法。主要數(shù)值方法有：·Themethodofmoments(MoM);IE3D矩量法·Thefinite-elementmethod(FEM);HFSS有限元法·Thespectraldomaintechnique(SDT);譜域法·Thefinite-differencetimedomain(FDTD)method.XFDTD時(shí)域有限差分法.Thefinite-integralmethod(FIM)CST有限積分法小型微帶天線技術(shù)2開縫與開孔技術(shù)是小型微帶天線常用的技術(shù)之一。小型微帶天線技術(shù)3開縫及電阻加載技術(shù)Chipresisterloadedantennas1用微帶電阻加載是實(shí)現(xiàn)寬帶小型微帶天線常用的技術(shù)加載技術(shù)及高阻抗介質(zhì)板復(fù)蓋技術(shù)據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，在電阻加載時(shí)采用高阻抗介質(zhì)板復(fù)蓋天線可減小由電阻加載所引入的天線增益降低。高阻抗介質(zhì)板復(fù)蓋后的天線增益多層結(jié)構(gòu)及短路技術(shù)短路及開縫技術(shù)雙極化技術(shù)寬帶技術(shù)雙頻帶工作技術(shù)雙工作頻率天線有源天線技術(shù)將有源微波電路融入貼片天線可有效地控制天線性能參考資料1。CompactandBroadbandMicrostripAntennas.Kin-LuWongCopyrightc2002JohnWiley&Sons,Inc.ISBNs:0-471-41717-3(Hardback);0-471-22111-2(Electronic)LibraryofCongressCataloging-in-PublicationDataKumar,Girish.2。Broadbandmicrostripantennas/GirishKumarandK.P.Ray.p.cm.—(ArtechHouseantennasandpropagationlibrary)Includesbibliograph