贴片天线的设计.0001

1、南开大学本科生毕业论文中文题目：贴片天线的设计英文题目：The desi gn of Patch antenna学号：姓名：年级：专业： 电子信息科学与技术 系别：电子科学系指导教师：完成日期：南开大学滨海学院毕业论文诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计），题目贴片天线的 设计是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成 果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方 式注明。除此之外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的作品成果。本人完全意识到本声明的法律结果。毕业论文作者签名:电子信息科学与技术专业本科生毕业论文摘要本文是以贴片天线为研究对象。

2、 现代天线领域中，贴片天线扮演了一个很重 要的角色。因为它具有结构简单，成本低廉，便于制造等特点。本文首先介绍了 天线的由来和一些相关知识，使大家对天线有一些基本的认识。 再介绍了电磁仿 真软件HFSS及其一些基本应用，HFSS是现在比较流行的电磁仿真和分析的软 件，学会使用它对学习帮助很大。接着根据矩形微带贴片天线的结构等，设计了 一个矩形微带贴片天线，并用HFSS进行了仿真及分析，经过验证后跟之前的设 计经行了对比。本文最后介绍了现在几种带宽比较大的微带贴片天线，从而更具 有针对当下贴片天线的使用的指导意义。关键词：天线；HFSS;矩形微带贴片天线；带宽I电子信息科学与技术专业本科生毕业论

3、文AbstractThis paper is based on the patch antenna as the research objectn the field of moder n antenna, microstrip antenna has played a very importa nt role. Because it has the adva ntages of simple structure, low cost, easy manu facture etc. This paper firstly in troduces the origi n of the antenna

4、 and some releva ntkno wledge, so that we have some basic kno wledge of the antenna. The n in troduced the electromag netic simulati on software HFSS and some basic applications, HFSS is now more popular electromagnetic simulation and analysis software, learn to use it very helpful for learning. The

5、n according to the rectangular microstrip patch antenna structure, the design of a rectangular microstrip patch antenna, and the simulation and analysis using HFSS, after the design is verified by the comparison with before. This paper fin ally in troduces the microstrip patch antenna is now several

6、 ban dwidth is relatively large, which is more used for the patch antenna sig nifica nee.Key words: antenna； HFSS; Rectangular microstrip patch antenna Bandwidth4摘 要I第一章绪论11.1研究背景 11.2天线的简单概述 21.3贴片天线的简单概述 3第二章 HFSS软件介绍与应用 52.1 HFSS软件简介 52.2建立HFSS工程的一般过程 62.3 HFSS计算原理 8第三章微带贴片天线的具体仿真实例 103.1矩形微带天线的结

7、构 103.2矩形微带天线的辐射原理 113.3矩形微带天线的仿真设计 12第四章几种大带宽微带贴片天线的介绍 154.1具有空穴结构的宽带微带贴片天线 154.2具有U形缝隙结构的宽带微带贴片天线 154.3 CPW反馈缝隙偶合宽带微带贴片天线 164.4附加屑钉电阻的宽带微带贴片天线 164.5双频圆极化宽带微带贴片天线 17第五章总结与展望1819参考文献电子信息科学与技术专业本科生毕业论文V致谢错误！未定义书签电子信息科学与技术专业本科生毕业论文第一章绪论1.1研究背景天线是一项重要的发明。它是由著名的俄国科学家波波夫发明的。早在19世纪80年代，这位伟大的科学家就提出了一个构想， 他

8、希望能够指 挥电磁波，用它来照亮全世界。1895年，马可尼制成了一台无线电接收机。这台机器最为重要的部分是重 新设计的金属屑检波器，显示方面则是采用电铃来表现出来的， 因为电铃的小锤 在收到信号时会震动，从而让金属屑松动。电铃则是起到了显示的作用，当接收 机收到信号时，就会带动机器内部的结构运作。这样一来电铃就会响起，这也就 是可以判断出附近有电磁波信号。在一次试验中，马可尼发现接收机能够接收比以前远很多的电磁波， 这让他 产生了疑问，究竟是什么造成的这一切。尽管波波夫一直在检查，但是始终没有 找到原因。在一个日常的测试中他发现在接收机上不经意添加的一个金属线， 可以使接 收机接收的范围变得比

9、以前要长许多。 但是如果把那根导线移开之后，接收的距 离又变得跟以前一样了。经过几次相同的实验以后，结果还是一样的。于是他意 识到这是一个很重要的发现，他立刻开始了对这个“导线”的研究。于是天线因此而问世。在现代生活中，天线可以说出现在我们生活的方方面面，只要通过电磁波从 而达到传递信息的目的都要使用天线，如广播、电视、遥感玩具、手机通信、无 线上网、物流快递跟踪服务、电子对抗等等。因而可以说天线在我们生活中是非 常常见的。我的论文就是在这个背景下，通过研究贴片天线这个天线中常见的一种， 一 方面可以向大家介绍天线的相关知识，另一方面可以普及贴片天线到日常生活中 来，让大家有进一步的了解。1.

10、2天线的简单概述天线是一个同时既具备传输又具备发送电磁能量的导电元件。也就是说一方面天线可以把电磁能量变为场量，然后发射出去；同时也可以接收电磁场信号， 将它们变为能量，来接收所要传递的信息。如何在同一天线上实现电磁能量的接 收与传播是天线的一个重要属性。实际上可以把天线理解为一种转换器， 它将在有线部分传输的信号，变换成 在没有介质情况下（一般来说自由空间）中传播的电磁波，或者也可以实现逆向 的转换。在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。无线电通信、广播、电 视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传 递信息的，都依靠天线来进行工作1。此外，在用电磁波传送能量

11、方面，非信号 的能量辐射也需要天线。总的讲，天线具有可逆性，这就表明天线本身既可以发射信号， 又能够接收 信号。同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。 这就是天线的互易定 理。天线的种类非常多，可以根据不同的划分规则划分为许多种。如果按照它的 性质划分的话，可以分为接收天线和发射天线。按照维数可以分为一维天线、二 维天线。按照结构形式与工作原理可以分为线天线、面天线。按照使用场合可以分为手持天线、车载天线、基地天线。同样还可以按照波长、用途等划分。总之 分类的方式是多种多样的，这跟我们平时的使用是密切相关的。天线有很多的非常要紧数据，比如说它的工作频率，增益也是一个重要的数 据。带宽则

12、是判断一个天线工作范围的重要数据。同时还有极化，阻抗等等。以下是一些具体的例子： 传输线的特征参数入：Lambda Wavelengt（单位：米）。在自由空间中传播的电磁场，速度为光速。即c = 3.00 ?108m/ s。VSWR:Voltage Standing Wave Ratio,电压驻波系数。dB: Decibel分贝的引入为在使用中表示方便。dBm： dBm表示功率，相对于1 mw为基准定义。dBi :天线增益，以等方向天线为参考。1.3贴片天线的简单概述贴片天线是天线中的一种。也就是说它是一种只能够在一个之前设定好的方 向传播。贴片天线一般用在点对点的情形下。因为贴片天线的性价比

13、比较高，本 身结构又比较简单，所以常常用于印刷电路这一方面。它是一种同向性的天线， 可以作为移动设备中的发射机和接收机。在我们平时日常的使用中，贴片天线都是在频率相对比较高的状态下工作 的，它的最大优点是可以往各个方面辐射，缺点是可以使用的带宽很窄。同其它的天线一样，贴片天线同基底介质的介电系数密切相关。常用的基底 介质为FR仰氧板(FR4 epoxy board)。但是基底的介电系数很不精确，根据来 源其变化范围为44.7。下面的结果将说明基底介电系数的影响贴边为一直径为20.10cm的薄圆片。馈点在其中心。贴片天线的结构如图1-1所示P讪Substrate图1-1贴片天线的结构中心频率带宽

14、VSWR = 2输入阻抗吝=4433.920 MHz1.7 MHz163.5 + j4.2厚度1.6 mm吝=4.7400.405 MHz1.7 MHz155.3 + j3.9厚度1.6 mm通过上面的内容我们出来分析出基底介电系数的对于天线来说是极为重要 的。当你选择不同的介质是，对于天线的带宽、中心频率等都会产生很大的影响。 因而我们要在具体的工作环境中具体分析，选择合适的填充介质。如果选择不合 适的话，可能会造成比较坏的影响。以上就是关于贴片天线的一些简单介绍，在本文的后续内容中还会对贴片天 线进行更为详尽的一些分析和介绍。17第二章HFSS软件介绍与应用2.1 HFSS软件简介微波技术

15、广泛的应用在网络设备与宽带部件、雷达、通信、电子对抗、集成 电路、印刷电路板设计、电子医疗系统、电磁兼容、微波能应用等领域。微波工 程的设计和分析都具有很大难度，传统的解析方法只能适用于少数简单问题， 而 对于一些复杂的问题则需要近似分析和实验论证，而这样的过程需要经过反复的 设计、加工、调试过程。这样设计周期就会很长，不能够适应现在社会的节奏。在这样的背景下 Ansoft 公司推出了 HFSS - High Frequency StructureSimulator,它是一款三维电磁仿真软件；是世界上第一个商业化的三维结构电磁 场仿真软件，业界公认的三维电磁场设计和分析的工业标准。HFSS之所

16、以能受到大家的欢迎，这和自身有着密切的关系。首先用户在使 用它的时候会发现它非常容易上手、 操作十分简单。其次是因为它有着强大的功 能这让它在很多电磁问题分析方面都能起到很大的左右，比如跟S参数有关的它都可以计算，还能具体分析驻波比等重要参数。 同时HFSS在设计方面的能力也 很强大，可以仿真模拟很多种类的天线。这样一来很多天线问题就可以迎刃而解 了，而且仿真的效果也十分的好，设计和仿真的效果非常接近实际的天线。使用 HFSS，可以计算： 基本电磁场数值解和开边界问题，近远场辐射问题， 端 口特征阻抗和传输常数，S参数和相应端口阻抗的归一化 S参数， 结构的 本征模或谐振解，而且，由 An s

17、oft HFSS和An soft Desig ner构成的An soft高频 解决方案，是目前唯一以物理原型为基础的高频设计解决方案，提供了从系统到电路直至部件级的快速而精确的设计手段，覆盖了高频设计的所有环节，被广泛 的应用到航天、航空、电子、半导体、计算机、通信等多个领域，帮助工程师们 高效地设计各种微波结构2 oHFSS典型运算有以下几种：封装模型BGA，QFP，Flip Chip ;PCB板建模电源/接地板，网格面，底板；硅/砷化镓螺旋电感线圈，变压器；EMC/EMI屏蔽防护层，耦合，近/远场辐射；连接器同轴电缆，SFP/XFP,底板，转换器；波导-滤波器，共鸣器，转换器，连接器；滤波

18、器-腔体滤波器，微带传输带，介质滤波器。HFSS不仅具有以上的优点，而且它听取许多用户和工业界的意见，进行了 各种更新和改良，因而更加收到了大家的欢迎和认可。在业界，An soft HFSS是高生产力研究，发展和虚拟的工具之一。HFSS具体的系统要求如下：Microsoft Windows XP(32/64), Windows 2000,或 Windows 2003。基于奔腾处理器的电脑至少 128MB RAM至少8M显卡鼠标或其他指向性工具CD-ROM驱动器2.2建立HFSS工程的一般过程2.2.1 HFSS用户界面要应用HFSS软件来分析高频电磁场问题，首先要熟悉 HFSS的工作环境。HF

19、SS软件的典型工作界面如下图 2-1所示：Menu bar 1Project 1jfiBgErwith projectuee-4沪旨 EkundafK-s程 i；aiMnL MltHIt LTVFp 5h-勺 MiWce ila RwHAJta Fu r Mhj CrapifT - -厨 F riri DWTrta 宁P?w鈕F-冷神1】 -审&p沏-事呷J -f KMd L. L -夕电論 AnsalFt 1*53 vHm NMn - 3lil0i4thrfte &f Craw dOKraw-卡S 沁 wtom 档；0 fif Q 0 0 * y TterO-O-4iiH0Bi. O-岛f|

20、 I * I1 Av-iuai事 曲也 鸿 31. %却沧 怙古由 N t % b j= i占占 *I:就3吐匚严盘幣Pr.- T汕，Too J barsMessageManager歹14朋r Mwi*OKfSljkwPMlisn-mSijr-m厝NswJSjp !rac* 严 ；,百IL TsUw j_ti.|i. -.iMHir.01 lB 的1卄 r*jjq IProperly Window:2ooTdjna：i? Entry FieldsBntr digboKp；iHjon3D Modeler WindowProgressWindow|35C QC |Y1000JO Ahwl. -ml

21、图2-1 HFSS软件的典型工作界面该工作环境由以下几部分组成，每个分别有其特有的功能1. 项目管理窗口 (Project Manage)：项目结构设计树，通过它可以访问工程结构单元2. 信息管理窗口(Message Managej:仿真之前可以在这里查看错误或警告3. 属性窗口( Property Window):在这里可以修改模型的属性和参数4. 过程窗口( Progress Window):显示求解过程5. 三维模型窗口 (3D Modeler Window)当前设计的模型内容可以在这里查看到。2.2.2工程建立的一般过程在我们熟悉了 HFSS基本操作界面之后，如何建立一个工程是接踵而来

22、的一个问题，创建流程是这样的：(1) 运行HFSS软件。(2) 在当前工程中插入一个设计。(3) 选择求解类型。(4) 为建立模型设置合适的单位。(5) 在3D窗口中建立模型。(6) 设置需要的辐射边界。(7) 看自己本身设计的需要，从而决定为是否要对模型设置激励(8) 设置求解频率及扫频等操作。(9) 检查当前工程的有效性。(10) 求解当前工程。(11) 对已求解的工程创建结果报告。2.3 HFSS计算原理总体来看，HFSS软件是利用有限元方法的3D频域电磁场计算软件。为了 更精确的逼近待求解微波问题的复杂几何结构和材料特性，HFSS软件待求解的微波问题以四面体为单元进行离散化剖分， 通过

23、对其单元中电场分量的计算来获 得各个微波物理量和特性参数。HFSS软件对于微波工程问题可以分为本征值问题和激励问题求解。除了散 射等入射波激励的工程问题，软件需要先完成激励端口的2D求解，通过边界匹配技术对于特定边界下的3D问题进行求解，并利用特有的自适应迭代求解达到 设定的求解精度，HFSS工作流程如下图2-2所示：图2-2 HFSS工作流程在我们熟悉HFSS这款软件的基本操作和原理之后，我们就能够新建一个工 程进行设计和仿真了。这对于我们对天线的分析是极为重要的， 在下一章本文会 开始介绍一个具体实例，帮助大家进一步了解贴片天线。第三章微带贴片天线的具体仿真实例微带贴片天线在最近的20多年

24、得到了极大的发展。微带贴片天线的结构非 常简单。通常的微带贴片天线都会选用玻璃纤维为最基本的质基，在其中的一边加上金属，它的作用是接地。剩下的一面也是做出一些形状的金属片， 作用是使 天线能收正常的工作，馈电等。这样基本上一个常见的微带贴片天线就做好了。 制作简单就是它现在被大量应用的原因之一。贴片可以是方形，矩形，圆形，椭 圆形或其他形状。馈电方式有微带线侧馈、同轴线地馈、电磁耦合、口径耦合等。 微带贴片天线结构上的特点是体积小、 重量轻、薄的平面结构，能与飞行器共形， 制造工艺简单，成本低。但是贴片天线还是有有其固有的缺点的，其主要缺点 是频带窄，效率低，这是因为微带贴片天线实际上接近封闭

25、的谐振系统 。微带 贴片天线已大量用于100MHz-100GHz的宽广频域上，包括卫星通信、雷达、遥 感、导弹、遥测遥控、环境监测、生物医学、便携式无线电设备等。3.1矩形微带天线的结构矩形微带贴片天线是使用比较广泛的一种贴片天线。为了增强辐射的边场效 应,通常要求介质基片的相对介电常数较低，选择介质材料选为Rogers RT/duroid 5880 (tm)，其相对介电常数为2,这样在一般情况下就能够满足要求 。 背馈和侧馈是天线的两种馈电方式，它们分别被应用在不同的场合中。在我的设 计中选择侧馈这一种方式用微带线馈电时，馈线与微带贴片是共面的，因而可方便的一起光刻，制作简便，但馈线本身也会

26、引起辐射，从而干扰天线方向图，降 低增益。在理论计算中，微带馈源的模型可等效为沿 Z轴方向的一个薄电流片， 其背后为空腔磁壁。以下是微带天线形状和馈电方式 如图3-1所示。罚fili馋城(b)背燼图3-1微带天线形状和馈电方式3.2矩形微带天线的辐射原理矩形微带天线的辐射是由微带天线导体边沿和地板之间的边缘场产生的这可以从第一个图简单说明，该图是本文研究的侧向馈电的矩形微带贴片天线， 与地板相距高度为h,假设电场沿微带结构的宽度和厚度方向没有变化，则辐射 器的电场仅仅沿约为半波长2)的贴片长度方向变化，辐射基本上是由贴片 开路边沿的边缘场引起的，在两端的场相对地板可以分解为法向和切向分量，因

27、为贴片长度为 V 2,所以法向分量反相，由它们产生的远区场在正面方向上互 相抵消。平行于地板的切向分量同相，因此合成场增强，从而使垂直于地板的 切向分量同相，因此合成场增强，从而使垂直于结构表面的方向上的辐射场最强 10。如第二个图所示。根据以上分析，贴片可以等效为两个相距、同相激励并向 地板以上半空间辐射的两个缝隙，如第三个图所示，对微带贴片沿宽度方向的电 场变化也可以采用同样的方法等效为同样的缝隙，这样微带贴片天线的辐射就等效为微带天线周围的四个缝隙的辐射11。这是一种很科学的处理天线问题的方式，因此推荐大家可以应用到别的天线的分析中图3-2矩形微带贴片天线及其等效辐射场和辐射分布图3.3

28、矩形微带天线的仿真设计3.3.1矩形微带贴片天线参数因为要通过HFSS进行仿真，所以先要确定贴片天线的各种参数，由它自身的特性便可以确定最终的参数了。本文介质材料选为Rogers RT/ duroid5880(tm),其相对介电常数古2,介质板厚度h= 0.79mm，贴片的长度近似取 入 /2,其中A)为自由空间的波长，微带线的长度近似取为贴片长度的1/5。经过细致的分析和根据一些理论基础，可以近似设计出天线的参数。如下所示：Sub (0,0,0 ) dx dy dz (28. 1,32, 0. 79) BoxGnd (0,0, 0. 79) dx dy dz (28. 1,32,0 ) Re

29、ctanglePatch (7. 03,8,0 ) dx dy dz (12. 45,16,0 . 05) BoxMicrostripline (10. 13,0,0 ) dx dy dz (2. 49,8,0 . 05) BoxPort (10. 13,0, 0. 79) dx dy dz (2. 49,0,0 . 79) RectangleAir ( 5, 5, 5. 79) dx dy dz (38. 1,42,10 . 79) Box3.3.2矩形微带贴片HFSS仿真因为之前已经设置好了天线的参数， 所以根据之前的参数，可以在HFSS中实现对微带贴片天线的的贴片和馈电的建模。 首先建立

30、新的工程，之后在选择求解类型，选择Driven Modal。接着设置建模单位，选择 mm。创建微点贴片天线 模型，输入之前设置好的坐标，并设置理想金属边界，创建介质基片，再创建切 角这样一来模型基本就建立完成了。如下图3-3所示：图3-3矩形微带贴片天线的模型接着就是对天线的进一步设置和分析了。要设置探针，创建Air，设置端口激励，设置优化变量，并为该问题设置求解频率及扫频范围，可以选择设置无限大球面。最后就可以得到自己想要的数据了，比如 S参数图，驻波比图，方向图 等。S参数是表示在波端口处电磁波的反射功率和入射功率的比值。S参数图是描述天线的S参数随频率变化的图形，一般认为 S参数小于-1

31、0dB天线才能 正常工作，此时的驻波比大致为2。同时要设置S参数，将S参数设定为比-1Odb 要小的这个区域内。在图（a）中，矩形微带贴片天线的中心频率为7.55 GHz,上截止频率为7. 40GHz下截止频率为7. 66GHz，绝对频带宽度为0.26 GHz， 相对频带宽度为3. 44%, S参数的最低点为26.33dB。驻波比是非常关键的 一项数据，通过它可以判断天线是否在正常工作，一般来讲，在其工作时，一般 要求天线的驻波比不大于2,即要求VSWR 2。从图（b）可以看出天线在7. 40GHz7. 66GHz这段频率内驻波比满足天线正常工作的要求，这也证明 了 S参数图与驻波比保持一致的

32、关系，这里驻波比实际上是反射系数的另一种表达。方向图的图形是用来表示天线的辐射参数的变化是随着方向的改变而改变的，可以从图（c）看出来，本文设计的这一天线对称性良好，在Z轴方向上的最大辐射强度。LHItl-）方向图图（h） 4T渡比图图3-4矩形微带贴片的s参数和驻波比图及方向图通过HFSS仿真可以看出，之前的仿真结果与理论结果很相似。 从而证明了 这一次设计的正确性和可行性。第四章几种大带宽微带贴片天线的介绍从上一章的仿真可以看出，微带贴片天线设计不复杂，制作工艺简单，因而 受到了大家的欢迎。但是我们却能够看出它有着自身固有的缺陷，那就是带宽比较窄。这就限制了它的使用范围。因而扩展微带贴片天

33、线的带宽就是一个很重要 的方面。本文下面的内容就是列举几种近几年来出现的，具有比较大带宽的微带 贴片天线。4.1具有空穴结构的宽带微带贴片天线采用低？的介质板是展宽频带常用的方法，但是这样一来天线的尺寸就变大 了，从而带来了新的问题，那就是天线的效率比以前差了很多。 用新的方法可以 解决这个问题。这种方法仍然用高？的介质板，在介质板上开一个矩形空气穴， 这样一来可以使贴片天线与矩形空气穴的相互之间产生作用，使？部分降低并改变了介质板的模式，这样就提高了天线的带宽，天线的效率也不会降低，并且 天线的尺寸也不会增加12。在结构上用硅晶片做成两层介质板，主要是在第二层 介质板上开一个孔作为矩形空气穴

34、，硅晶片具有较高的介质率，但因为微带贴片天 线与空气穴相互作用，这一部分产生了较宽的频带是通过降低了有效介质率，这种天线的尺寸很小，面积为5mm x 7mm,厚度只有508 m,通过微加工技术制作的, 制造过程与标准的半导体加工过程相类似1315 o通过实验和实践使用可以发现，相比于其他种类的贴片天线，具有空穴结构 的宽带微带贴片天线的带宽要更大一些，而且这种天线的工作频率要比一般的天 线高出许多。因而它可以用于雷达等高科技领域中， 负责短程通讯系统。并且经 过再次补全等，有望能在更高的频率中。4.2具有U形缝隙结构的宽带微带贴片天线这种矩形贴片微带贴片天线的特性在结构的U形狭缝，气泡之间放置

35、贴片和接地板，因而有着简单的结构，所以做出来的天线一般的比较小。这种天线采 取了如此的构造，因为有 U形这样独特的设计，就会产生边缘电流，因而也有 了附加谐振。同时，也引入了容抗，将探针的感抗抵消掉，频带就变宽了。在经过 很多次实验之后能够发现。具有 U形缝隙结构的宽带微带贴片天线在 800MHz 以上,厚度为1左右时,可获得47%勺阻抗带宽（VSWR=2）;在谐振频率为990MHz, 厚度为0.53时，可获得12.4%的阻抗带宽（VSWR=2）。两种情况下的带宽都要比 一般的矩形贴片天线大不少。仅有一层介质板、一个贴片是它的区别于其他天线 的地方，它的结构是十分简单的，通过这一种天线，我们其

36、实能够发现贴片天线 的很多优点。4.3 CPW反馈缝隙偶合宽带微带贴片天线圆极化波导反馈缝隙偶合微带天线（CPWFA）是一种新型的微带贴片天线， 因为本身的特性，所以带宽相对于别的贴片天线要大一些。 它是跟同微带线反馈 缝隙偶合微带天线（MLFA） 样的。它们的共有特点是有相同的物理方面的优势 ， 天线的频带的拓展可以通过贴片和缝隙之间的耦合产生的作用来得到。但圆极化波导反馈缝隙偶合微带天线有着两个自身所特有的优点：1、与有源或无源器件的串联、并联很好完成，是由于采用了 CPW反馈。2、金属质地的介质板有两个 作用，不仅作为CPW线的传导板而且还是微带天线的辐射板，这样一来结构上 就有了很大优

37、势，更加简单紧凑。实验表明，谐振频率为3GHz时，天线的带宽明 显增加了许多，而且天线的工作效率也得到了很大的提升。4.4附加屑钉电阻的宽带微带贴片天线微带天线频宽、谐振频率之间是有着联系的，前者随后者降低而降低。现在 的低频段，例如700900Mhz都是被移动电话采用了的，这对于移动电话来说是 个不好的地方，起到了限制的作用。而这种微带贴片天线在制作工艺上附加了屑 钉电阻。这样能够获得较大的带宽，并且处于较低的频率下。这个矩形微带用探 针插入附加屑钉电阻短路元素之间的贴片和接地板微带线，通过这个方法来馈电。由于设计中含有屑钉电阻，它就可以把带宽放大了，而且天线的大小上有了 变化，那就是变小了

38、很多。那我们平时使用的一种微带天线来说，它谐振频率为720MHz,经过附加屑钉电阻，它的就可以达到 1800MHz以上。它的阻抗带宽为 9.3% ,是一般结构贴片天线（1.9%）的5倍左右。这种微带天线的适用范围就是移动电话通信系统。4.5双频圆极化宽带微带贴片天线近些年来随着卫星通信以及定位系统的发展， 应用于其中的天线问题也得到 了人们的关注和重视。微带贴片天线本来是很符合要求的， 因为它的花费低，而 且体积小，容易制作成双频圆极化的。但是因为微带贴片天线本身的属性， 就是 它的带宽很窄，所以很多地方不能够应用。但是这种双频圆极化宽带微带贴片天 线确实可以满足要求的。它有两个不同的工作频率

39、，而且带宽都比较大。这种天线的结构由两层介质板、微带贴片及两条508的正交微带线组成。微 带贴片是两个相同半径的圆形贴片相交的公共部分。这两个端口可以获得良好的分离和避免串扰，是由它们特殊的馈电方式决定的。当这种双频微带天线工作在 2.635 GHz和4.03 GHz两个谐振频时,VSWR=2带宽分别为3.5%和5%,比一般的 圆极化微带天线的带宽要大。由此可以看出来，该天线很容易制作而且符合了通 信当中的要求，是极为适用的。第五章总结与展望在本篇论文中，我介绍了贴片天线这种在现代应用较为广泛的一种天线，并通过HFSS进行了矩形贴片天线的仿真，作为一个具体的实例向大家展现了如何 操作HFSS和具体的天线的设计步骤。在本文的最后，也介绍了几种进些年来出 现的大带宽的贴片天线，这些天线表明贴片天线将来的发展趋势， 就是