【一種應(yīng)用5.8GHz天線的設(shè)計(jì)（論文）7600字】

一種應(yīng)用5.8GHz天線的設(shè)計(jì)摘要伴隨數(shù)字時(shí)代快速發(fā)展，無線局域網(wǎng)迅速成為通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。5.8GHz接入頻段成為各行業(yè)主流通信廠商的主要研究發(fā)展方向和技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用領(lǐng)域,廣泛應(yīng)用在無線接入局域網(wǎng)、寬帶無線接入通信技術(shù)設(shè)備系統(tǒng)等智能系統(tǒng)中REF_Ref12118\n\h[6]。同時(shí),由于天線是無線信號(hào)傳輸?shù)慕K端。伴隨無線通信的發(fā)展，為了實(shí)現(xiàn)與通信技術(shù)共同進(jìn)步的目標(biāo)，天線設(shè)計(jì)技術(shù)的難度不斷提高，新一代平面印刷天線在工程設(shè)計(jì)中飯已經(jīng)大范圍應(yīng)用開來基于上述前提,本文準(zhǔn)備設(shè)計(jì)一種基于IEEE802.11n無線傳輸協(xié)議且能覆蓋無線局域網(wǎng)5.8GHz頻段的小型化平面印刷天線，饋電方式采用微帶線饋電。結(jié)果表明,這種射頻天線的電阻抗抑制性能極好,輻射補(bǔ)償特性良好,在一定工作功率頻帶內(nèi)部還具有良好的信號(hào)一致性,可以應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域無線通信應(yīng)用系統(tǒng)中。關(guān)鍵詞：印刷天線、微帶線饋電、WLAN、小型化目錄TOC\o"1-3"\h\u309071.緒論 5192451.1.研究背景及意義 540261.2.國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 6285051.3.本文的研究?jī)?nèi)容和章節(jié)安排 7260732.基礎(chǔ)理論論述 9109232.1.天線的電參數(shù) 9271212.2.天線設(shè)計(jì)基本理論 14120002.3.小型化技術(shù)和饋電方式選擇 1651203.c型小型化印刷天線設(shè)計(jì) 18215784.總結(jié)與展望 19251145.參考文獻(xiàn) 20緒論本章首先敘述了本文研究目標(biāo)的發(fā)展現(xiàn)狀和研究意義;然后簡(jiǎn)要介紹了國(guó)內(nèi)外印刷天線的相關(guān)研究發(fā)展現(xiàn)狀和5.8ghz功率頻點(diǎn)在我國(guó)無線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的相關(guān)研究應(yīng)用現(xiàn)狀;接著重點(diǎn)介紹了印刷天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究發(fā)展和相關(guān)研究工作現(xiàn)狀;最后給岀了本文的設(shè)計(jì)過程和最終設(shè)計(jì)結(jié)果。研究背景及意義新世紀(jì)無線技術(shù)的不斷升級(jí)和各個(gè)頻帶范圍內(nèi)技術(shù)的開發(fā)和產(chǎn)品不斷開發(fā)的成熟,短距離通信技術(shù)飛速發(fā)展應(yīng)用在社會(huì)各個(gè)方面。尤其是無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)即WLAN在大眾視野中占比越來越高,不可避免的成為了人類社會(huì)發(fā)展的重點(diǎn)研究領(lǐng)域。在數(shù)字時(shí)代下,天線作為無線系統(tǒng)信號(hào)接受和發(fā)送的核心同樣需要不斷的改進(jìn)和變換。為了提高無線通信系統(tǒng)的性能和通信設(shè)備的便捷性，天線的集成度不斷提高，各個(gè)通信系統(tǒng)對(duì)天線全方面的性能要求越來越嚴(yán)格。平面印刷天線具有造價(jià)低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便等特點(diǎn)，由于這些優(yōu)點(diǎn)，在各種天線中得到了眾多研發(fā)者的認(rèn)可，它不僅可以作為板載天線也可以作為內(nèi)置天線并且表現(xiàn)出很好的性能。所有天線在實(shí)際應(yīng)用中都有其缺點(diǎn)，平面印刷天線的缺點(diǎn)限制了它在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用，在具體的應(yīng)用過程中要研發(fā)人員在不斷改善其缺點(diǎn)。自從無線通信誕生以來，標(biāo)準(zhǔn)化通信組織不斷提出各式各樣的通用標(biāo)準(zhǔn)。在無線局域網(wǎng)發(fā)展的歷程中由于它的發(fā)展范圍越來越寬，截止目前，通信行業(yè)已經(jīng)出臺(tái)了眾多很適合于不同技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議，以此推動(dòng)現(xiàn)有的通信系統(tǒng)的發(fā)展，同時(shí)天線作為通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)備，占據(jù)了通信系統(tǒng)的核心地位，伴隨這些標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)，天線設(shè)計(jì)也和通信系統(tǒng)一樣不斷發(fā)展前進(jìn)。在工程設(shè)計(jì)中，不斷改進(jìn)天線的性能和應(yīng)用范圍越發(fā)重要，而且對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展具有實(shí)際意義。在上訴段落提到的條件下，本文會(huì)在天線的主要發(fā)展方向上進(jìn)行天線設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中分析和研究印刷天線的基礎(chǔ)理論，在印刷天線已有的結(jié)構(gòu)上，改進(jìn)出一種在5.8GHz頻點(diǎn)性能表現(xiàn)良好的小型化印刷天線。國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀伴隨印刷天線在現(xiàn)有系統(tǒng)中的發(fā)展和研發(fā)人員對(duì)印刷天線的目標(biāo)展望，在現(xiàn)有天線設(shè)計(jì)改革領(lǐng)域內(nèi)，對(duì)平面印刷天線的研究主要分為兩個(gè)方向，其一是全向印刷天線，全向印刷天線的性能優(yōu)良，扶著范圍廣，信號(hào)覆蓋面寬，在移動(dòng)通信系統(tǒng)中一般應(yīng)用于郊縣大區(qū)制的站型。其二是定向印刷天線，定向天線在指定方向輻射信號(hào)，它的信號(hào)覆蓋范圍與輻射角有關(guān)，輻射角越小輻射范圍越大。針對(duì)不同的無線通信設(shè)備及應(yīng)用環(huán)境，在天線設(shè)計(jì)中選擇更加合適的天線。隨著無線電技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用不斷覆蓋生活各個(gè)方面，印刷天線在不同領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用越來越廣泛，目前已經(jīng)在無線通訊技術(shù)，包括手機(jī)，藍(lán)牙，無線局域網(wǎng)WLAN等終端設(shè)備中展現(xiàn)出巨大潛力;同時(shí)在高端設(shè)備研究中也表現(xiàn)出極大優(yōu)勢(shì)。本文的天線選擇用于國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)部規(guī)定的5.8GHz頻段，該頻段的應(yīng)用范圍不僅在無線局域網(wǎng)、寬帶無線接入系統(tǒng)、，同時(shí)還用于車輛無線自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)、不停車電子收費(fèi)系統(tǒng)(ETC)等。最初的智能天線技術(shù)主要用于雷達(dá)、聲納、抗干擾通信、定位、軍事方面等，用來完成空間濾波和定位REF_Ref598\n\h[13]。近年來，隨著4G向5G技術(shù)發(fā)展，天線應(yīng)用愈發(fā)智能化，不斷應(yīng)用在工、農(nóng)以及軍事方向，在人類社會(huì)的每個(gè)角落幾乎都有無線通信，發(fā)射信號(hào)的天線也無處不在。WLAN通過結(jié)合無線通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)了在短距離內(nèi)的無線網(wǎng)絡(luò)通信,對(duì)有線局域網(wǎng)的延伸和補(bǔ)充做出巨大貢獻(xiàn)，同時(shí)無線技術(shù)的發(fā)展逐步超越有線通信技術(shù)，但也是在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，無線通信技術(shù)離不開有線通信，更離不開通信終端設(shè)備。近年來，伴隨5G技術(shù)的提出和發(fā)展，全球的寬帶無線接人領(lǐng)域研究和應(yīng)用十分活躍，熱點(diǎn)不斷出現(xiàn)，雖然還面臨很多挑戰(zhàn)，但WLAN技術(shù)的發(fā)展給整個(gè)無線通信產(chǎn)業(yè)注入勃勃生機(jī)。無線通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)表現(xiàn)為:各種無線技術(shù)互補(bǔ)發(fā)展，各盡所長(zhǎng)，向接入多元化、網(wǎng)絡(luò)一體化、應(yīng)用綜合化的寬帶無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，并逐步實(shí)現(xiàn)和寬帶固定網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)融合。無線局域網(wǎng)業(yè)正在從專有性、高成本、低帶寬系統(tǒng)向基丁標(biāo)準(zhǔn)的、高帶寬經(jīng)濟(jì)適用(與有線相比)和更加靈活的解決方案的方向發(fā)展，無線局域網(wǎng)技術(shù)將是新世紀(jì)無線通信領(lǐng)域最有發(fā)展前景的技術(shù)之一REF_Ref1134\n\h[14]。作為WLAN基礎(chǔ)的天線也會(huì)伴隨著無線局域網(wǎng)技術(shù)不斷改革創(chuàng)新。本文的研究?jī)?nèi)容和章節(jié)安排本文首先對(duì)印刷天線的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展方向做了簡(jiǎn)單介紹。其次介紹了WLAN標(biāo)準(zhǔn)的提出和現(xiàn)狀在各個(gè)頻段上WLAN技術(shù)發(fā)展的情況和發(fā)展趨勢(shì)，然后介紹天線結(jié)構(gòu)和改進(jìn)方法。最后,對(duì)提出的印刷天線進(jìn)行設(shè)計(jì)、優(yōu)化。本文總共分拆成為四個(gè)大部分章節(jié),各個(gè)部分章節(jié)的主要具體內(nèi)容大致安排在以下:第一部分章節(jié)內(nèi)容就是本文緒論。主要就天線通信技術(shù)相關(guān)研究的發(fā)展背景和其主要研究成果發(fā)展中的現(xiàn)狀問題做了簡(jiǎn)要的專題介紹，簡(jiǎn)述了提升高頻帶天線性能的研究意義。第二章是天線參量介紹，主要對(duì)該印刷天線的一些主要基本參數(shù)和技術(shù)特性功能進(jìn)行了具體的技術(shù)介紹，這些參數(shù)和技術(shù)對(duì)于接下來的天線設(shè)計(jì)提供了很多支持。第三章介紹改進(jìn)印刷天線結(jié)構(gòu)的思路和實(shí)現(xiàn)過程，通過改進(jìn)天線大小和結(jié)構(gòu)仿真其數(shù)據(jù)，并對(duì)仿真出的參數(shù)優(yōu)化，改進(jìn)出一種應(yīng)用5.8GHZ印刷天線。第四章為此文的工作總結(jié)和未來展望。歸納了本文的主要研究課題內(nèi)容和自己有關(guān)研究工作,提出了自己在論文中沒有發(fā)現(xiàn)的不足,及未來在工作中我們應(yīng)該如何進(jìn)行改進(jìn)?；A(chǔ)理論論述本章首先介紹了天線的電參數(shù)，包括:輻射功率和輻射電阻、輸入阻抗與駐波比、效率、方向圖、增益系數(shù)、帶寬、極化等，然后介紹了天線的設(shè)計(jì)方法，以便為后續(xù)天線設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)REF_Ref28154\n\h[1]REF_Ref29004\n\h[2]。天線的電參數(shù)在天線的設(shè)計(jì)中選擇和設(shè)計(jì)天線的依據(jù)是對(duì)其電參數(shù)的定量分析。下面分別對(duì)不同電參數(shù)給予詳細(xì)說明:輻射功率與輻射電阻天線的輻射能量就是離開了波源又不再回歸的能量。從這個(gè)意義上講,我們就可以將其與電路中的功率和頻數(shù)相比較。由于電阻在功率和動(dòng)作時(shí)所造成的損失也是一種不可能被收回的動(dòng)作能量。因此,天線的輻射能力大小可以用輻射電阻表示。輸入阻抗與駐波比一個(gè)輻射天線在正常頻率工作時(shí),除了天線脫離了諧波源而產(chǎn)生高頻輻射的諧波電磁場(chǎng)外,還有一個(gè)天線依附于另一個(gè)輻射天線而產(chǎn)生諧波振蕩的輻射電磁波。前者可以被等效轉(zhuǎn)換成為內(nèi)容電阻,后者同樣可以被等效轉(zhuǎn)換成為內(nèi)阻電抗。因此,從一個(gè)集成電路的設(shè)計(jì)角度出發(fā)來看,天線本身阻抗可以被等效地看作稱為一個(gè)集成電流源的阻抗。從如何實(shí)現(xiàn)各個(gè)天線和各種傳輸通信電纜相互阻抗匹配的技術(shù)角度考慮來看,需要具體研究確定各種傳輸天線之間的相互阻抗匹配尺寸,以便于及時(shí)采取各種相應(yīng)的保護(hù)措施,從而能夠使得各個(gè)天線和各種傳輸通信電纜之間的相互阻抗匹配良好。要做到使得整個(gè)天線的內(nèi)部輻射效率更高,就必須盡量做到使得整個(gè)天線和傳送饋饋式接口的接口良好地相匹配。設(shè)一條射頻天線的每個(gè)輸入散射端輸出電流反射系數(shù)的值為(或電流散射功率參數(shù)的值為),則對(duì)于該一條天線的每個(gè)輸出輸入端交流電壓駐波比可用公式定義為:設(shè)天線輸入端的反射系數(shù)為(或散射參數(shù)為)，則天線的電壓駐波比為：回波損耗為

輸入阻抗為

其中為鎖線的特性阻抗。一般將VSWR≤2的帶寬稱為輸入阻抗帶寬。效率天線的工作有效率"η"。用以用來衡量一種天線對(duì)其進(jìn)行輻射轉(zhuǎn)換輸出輻射輸入能量的精確和綜合有效性,它也被廣泛認(rèn)為已經(jīng)是目前測(cè)量通用天線的重要輻射測(cè)量技術(shù)指標(biāo)之一它的主要定義大致如下:測(cè)量天線的轉(zhuǎn)換輻射效率及其取得的數(shù)值范圍一般在0%～100%之間。天線的兩個(gè)輸入輸出功率中某一部分被轉(zhuǎn)變成了輻射功率,另一個(gè)部分則被轉(zhuǎn)變成了較大損耗的輸出功率。方向圖與主瓣寬度天線方向圖就是在離天線一定距離處輻射場(chǎng)的歸一化模值隨方向變化的曲線圖，通常情況下定義為天線最大輻射方向上的兩個(gè)相互垂直的平面方向圖表示。主瓣寬度可以在方向圖中看出。主瓣寬度就是輻射功率密度下降到最大輻射方向一半的情況下兩個(gè)發(fā)射方向之間的夾角。前后比前后諧波比率一般用來指的是最大共同輻射頻率方向的諧波電平和共同相對(duì)于正反頻率方向的輻射電平比率之比。方向系數(shù)我們需要一個(gè)主要用于天線電路的重要參數(shù),它用來表示自己的整個(gè)天線系統(tǒng)集束方向能量的移動(dòng)方向和集束能力,這也就是我們的天線方向能力系數(shù)。它的基本定義及其公式可寫為:在天線距離最近的發(fā)射天線某一點(diǎn)輻射處,天線在其最近的輻射功率方向上的輻射功率和電流和熱密度和相同輻射功率的比為理想值和無線電方向性比而天線在最近的天線同面輻射距離處的輻射功率流和沉出度的值成正比,記為a或d。即：需要特別做出說明的一點(diǎn)那就是,一般的多方向相異輻射分貝系數(shù)公式可以直接使用一個(gè)分貝系數(shù)公式方法來對(duì)其進(jìn)行直接表示,這時(shí)候我們就非常需要一一個(gè)個(gè)的參考源,常見的一個(gè)參考源主要指的是各向相異同性型的輻射源,分貝系數(shù)公式中也可以直接表示為形成一個(gè)dB。增益系數(shù)增益系數(shù)是用來衡量一條天線的能量轉(zhuǎn)換和方向特征的參數(shù),它表明的是方向系數(shù)與天線輻射效率的正比值的積,記為G,即

一條天線的增益系數(shù)描述的是一條天線和理想無方向性天線相比,它的輸入功率為輻射的方向.該系數(shù)是一條電流信號(hào)所產(chǎn)生的倍數(shù)。極化天線的極化就是在固定空間內(nèi)一個(gè)固定的點(diǎn)上，電場(chǎng)矢量端點(diǎn)隨時(shí)間變化而產(chǎn)生的軌跡圖就是具體的天線極化。根據(jù)軌跡的不同將天線分為線極化、橢圓極化與圓極化等三種天線類型，具體極化方式如下圖：（a）線極化（b）橢圓或圓極化（c）橢圓極化其中，線極化矢量端點(diǎn)不隨時(shí)間改變，橢圓和圓極化端點(diǎn)會(huì)隨著時(shí)間呈橢圓形和圓形。頻帶寬度天線的輻射能量就是離開了波源又不再回歸的能量。從這個(gè)意義上講,我們就可以將其與電路中的功率和頻數(shù)相比較。由于電阻在功率和動(dòng)作時(shí)所造成的損失也是一種不可能被收回的動(dòng)作能量。因此,天線的輻射能力大小可以用輻射電阻表示。其中指天線的下限頻率，指天線的上限頻率。天線的相對(duì)帶寬為天線的絕對(duì)帶寬與工作頻帶內(nèi)的中心頻率之比，即:

該表達(dá)式中為中心頻率:，是上下限頻率的算術(shù)中值。在天線設(shè)計(jì)中必須要求天線能夠工作在規(guī)定的頻率范圍內(nèi),它的主要電參數(shù)必須滿足規(guī)定好的天線技術(shù)指標(biāo)。但是，在天線性能要求上常常遇著相互矛盾的雙方，例如，對(duì)于一個(gè)已經(jīng)規(guī)定好尺寸的天線,它的帶寬和傳輸本來就是一對(duì)彼此矛盾的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo),想要大幅擴(kuò)大一個(gè)天線的增益帶寬就必然就會(huì)需要盡量犧牲一定的帶寬增益;而且如若只是想要大幅提高一個(gè)天線的傳輸可靠性,那么這個(gè)天線的增益帶寬便必然會(huì)逐漸由大變窄。換言之,對(duì)于同一種通用天線來說,既要求具有寬頻的波帶,又不能要求具有使用成本而且增益高,就幾乎只能靠用戶犧牲自己使用天線的成本大小?？傊?天線的生產(chǎn)質(zhì)量與應(yīng)用性能指標(biāo)可以準(zhǔn)確認(rèn)為為它是一個(gè)非常具有較高綜合應(yīng)用價(jià)值的重要技術(shù)指標(biāo)。為了更好滿足整個(gè)操作系統(tǒng)實(shí)際正常運(yùn)行的性能需求,有時(shí)候我們可能需要綜合考慮同時(shí)顧及多種性能指標(biāo),因此我們有時(shí)采取了一種折中式的設(shè)計(jì)方法。天線設(shè)計(jì)基本理論天線設(shè)計(jì)就是借助仿真軟件設(shè)計(jì)出能夠滿足具體技術(shù)指標(biāo)的天線，在工程研制中典型的天線設(shè)計(jì)過程如下REF_Ref21713\n\h[8]：圖（2-1）典型的天線設(shè)計(jì)流程如上表(2-1)所示,在典型的應(yīng)用天線初步設(shè)計(jì)五個(gè)應(yīng)用階段的設(shè)計(jì)過程中,紅色部分主要描述各種應(yīng)用天線的初始選型和初步設(shè)計(jì)階段。綠色設(shè)計(jì)部分主要描述標(biāo)準(zhǔn)天線詳細(xì)的功能設(shè)計(jì)段，由此得到一套完全可以作為適合天線樣機(jī)設(shè)計(jì)制造的標(biāo)準(zhǔn)天線設(shè)計(jì)模型。如果在進(jìn)行天線仿真設(shè)計(jì)的正確選型與詳細(xì)生產(chǎn)規(guī)劃兩個(gè)關(guān)鍵階段,我們已經(jīng)能夠有效地做到借助于先進(jìn)的量子電磁場(chǎng)天線仿真技術(shù),將來就會(huì)大大小幅度地有效減少這些天線設(shè)計(jì)產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)周期,幫助我們的生產(chǎn)企業(yè)為此項(xiàng)目節(jié)省更多的大量人力、物力和大量資金。仿真軟件介紹隨著我國(guó)現(xiàn)代高頻數(shù)值天線計(jì)算的應(yīng)用方法和技術(shù)現(xiàn)代高頻計(jì)算機(jī)處理技術(shù)的持續(xù)改進(jìn)和不斷發(fā)展,詳細(xì)的天線設(shè)計(jì)階段己經(jīng)逐漸開始出現(xiàn)有了一些比較多的三維高頻電磁場(chǎng)天線仿真處理工具,如：CST、HFSS等,本文主要采用CST的天線仿真處理方式首先進(jìn)行了三維天線的設(shè)計(jì)和天線仿真,CST仿真是一款在業(yè)內(nèi)國(guó)際同行業(yè)界被普遍廣泛公認(rèn)的最為完全符合標(biāo)準(zhǔn)的三維天線全波高頻電磁場(chǎng)天線仿真模擬處理軟件,涵蓋了微波靜場(chǎng)、簡(jiǎn)諧場(chǎng)、瞬態(tài)場(chǎng)、微波毫米波、光波顆粒直至高能量的帶電微波顆粒的全三維電磁場(chǎng)及各頻段的模擬時(shí)域和大范圍內(nèi)三維全波天線仿真處理軟件REF_Ref21765\n\h[9]。該系列模擬器被廣泛應(yīng)用于有線移動(dòng)通信、無線通信、信號(hào)系統(tǒng)集成和無線電磁相互信號(hào)兼容等各種應(yīng)用領(lǐng)域。印刷天線印刷天線具有很多優(yōu)點(diǎn)，最好的一項(xiàng)特點(diǎn)是它的共形設(shè)計(jì)潛力極高,能與印刷電路板實(shí)現(xiàn)高效有機(jī)結(jié)合，能夠與饋電網(wǎng)絡(luò)和器件實(shí)現(xiàn)高度集成，而且與現(xiàn)今無線技術(shù)緊密結(jié)合，在實(shí)際生活的方方面面都有其應(yīng)用REF_Ref28067\n\h[4]。如圖2-2所示印刷天線，黑色部分為地，陰影部分為饋線和輻射貼片。印刷天線最大的優(yōu)點(diǎn)是它的結(jié)構(gòu)是全向天線，能夠全方位輻射電磁信號(hào)。圖2-2印刷單極子天線由覆蓋在介質(zhì)同側(cè)，或者覆蓋在介質(zhì)兩側(cè)的單極貼片和導(dǎo)體地板構(gòu)成，饋電方式為微帶線饋電或者共面波導(dǎo)饋電。印刷單極子天線不需要地板，容易與其他器件集成。印刷偶極子天線長(zhǎng)度不同的偶極子印制在介質(zhì)基底的正反面。印刷偶極子天線是自由空間圓柱偶極子的印刷形式，具有重量輕、體積小、成本低、便于集成等優(yōu)點(diǎn)。印刷偶極子天線在改進(jìn)性能參數(shù)時(shí)，輻射臂可以等效為對(duì)稱陣子，單元平衡饋電部分可等效為同軸電路。在實(shí)際應(yīng)用印刷偶極子天線過程中，可以通過調(diào)整印刷偶極子的臂長(zhǎng)或者兩個(gè)極子之間的間距或者連接微帶線的寬度，以此修改頻帶內(nèi)的阻抗特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)偶極子天線的應(yīng)用。小型化印刷天線設(shè)計(jì)引言在新時(shí)代無線通信技術(shù)飛速發(fā)展的情況下，在無線通信領(lǐng)域內(nèi)，天線作為及其重要的終端設(shè)備，伴隨各種各樣的技術(shù)發(fā)展和通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的改變，對(duì)于天線的發(fā)展有了更加嚴(yán)格的要求，由于WLAN技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的不斷更新，無線技術(shù)在低頻段的發(fā)展和研究逐漸飽和，于是要在更高的頻段內(nèi)有足夠好的外設(shè)，設(shè)計(jì)一款應(yīng)用于高頻段的天線至關(guān)重要。在本章節(jié)中，基于已有的天線通過不斷改進(jìn)其性能，使該天線滿足WLAN的高頻通信要求，首先介紹天線結(jié)構(gòu)和參數(shù)，隨后改變天線原有的基本參數(shù)設(shè)計(jì)一款滿足小型化的印刷天線。并且對(duì)天線的改進(jìn)過程，性能變化，參數(shù)優(yōu)化做出詳細(xì)介紹，在最后給出滿足本文設(shè)計(jì)要求的最終的天線大小和結(jié)構(gòu)圖，還有其仿真結(jié)果。天線模型本文的最終目標(biāo)是設(shè)計(jì)一種用于WLAN的5.8GHz的小型化印刷天線，根據(jù)參考文獻(xiàn)[12]提出設(shè)計(jì)方法。該印刷天線結(jié)構(gòu)如圖所示。下方的為文獻(xiàn)中提出的印刷天線模型，該天線采用介電常數(shù)為4.4的FR4為介質(zhì)板，厚度為1.5mm,長(zhǎng)寬均為40mm，饋電方式為50Ω微帶側(cè)饋REF_Ref30754\n\h[12]。接地板在介質(zhì)板底部，為長(zhǎng)40、寬10的長(zhǎng)方形理想導(dǎo)電體。正面圖側(cè)面圖下面給出初始天線模型的結(jié)構(gòu)和大小數(shù)據(jù)，并且通過仿真軟件CST仿真了該印刷天線在5.8GHz頻點(diǎn)的結(jié)果，VSWR（傳輸線上電壓比）S11：通過CST仿真之后，可以看出該天線在5.8GHz頻點(diǎn)處的性能參數(shù)不夠理想，與IEEE802.11n規(guī)定的天線性能仍有較大差距，本文目標(biāo)是設(shè)計(jì)一個(gè)小型化，并且在5.8GHz頻點(diǎn)性能優(yōu)良的印刷天線。為此，通過查閱資料，通過改變天線尺寸和枝節(jié)大小，尋求實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的改進(jìn)措施。第一步，改變?cè)谠兄?jié)結(jié)構(gòu)不變的條件下改變介質(zhì)板大小和完全導(dǎo)電體大小，看是否能改變其在5.8GHz頻點(diǎn)的參數(shù)。當(dāng)天線大小長(zhǎng)寬均為30mm時(shí)，同時(shí)改變背面完全導(dǎo)體的大小為長(zhǎng)30mm和寬10mm，此時(shí)可以看出，該天線在5.8GHz頻點(diǎn)性能有所改善，且該天線參數(shù)最好處有向高頻點(diǎn)移動(dòng)的趨勢(shì)。為此繼續(xù)改變其大小，使其實(shí)現(xiàn)小型化目標(biāo)。第二步，改變左側(cè)枝節(jié)觀察該天線在5.8GHz頻點(diǎn)的VSWR的變化：L=5.3mm時(shí)：L=5.6mm時(shí)：通過對(duì)左側(cè)枝節(jié)的調(diào)整發(fā)現(xiàn)，其變化對(duì)于5.8GHz頻點(diǎn)處的參數(shù)影響較小，經(jīng)過微調(diào)之后最終的天線結(jié)構(gòu)和尺寸如下：在原有天線基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)而得到的一個(gè)小型化印刷天線，該天線采用介電常數(shù)為4.4的FR4為介質(zhì)板，厚度為1.5mm,長(zhǎng)為28mm寬為27mm，饋電方式為50Ω微帶側(cè)饋REF_Ref30754\n\h[12]。接地板在介質(zhì)板底部，為長(zhǎng)27、寬10的長(zhǎng)方形理想導(dǎo)電體。與文獻(xiàn)中天線長(zhǎng)寬均為40mm大小的天線相比，經(jīng)過改進(jìn)后實(shí)現(xiàn)了小型化目標(biāo)，且在5.8GHz頻段上，性能有了明顯提升。改進(jìn)后天線模型如下：仿真結(jié)果如下：（1）頻率為5.8GHz時(shí)的方向圖：（2）如圖，改進(jìn)后的天線駐波比在5.8GHz頻點(diǎn)處明顯小于2，最小值約為1.15，性能表現(xiàn)良好?？偨Y(jié)與展望近幾年印刷天線已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)獲得越來越廣泛的技術(shù)應(yīng)用；5.8GHz頻段在無線通信技術(shù)領(lǐng)域也綻放出巨大的潛力，應(yīng)用于很多不同的智能化無線體系系統(tǒng)中，本文的設(shè)計(jì)工作基于參考文獻(xiàn)中的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法[8]，在5.8GHZ頻段上進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真。本文選擇的天線類型為印刷天線，加工簡(jiǎn)單并