微波技术与天线课程设计结题报告

1、1印刷偶极子天线设计印刷偶极子天线设计2.45G小组成员：王志伟 陆煜天 黄于城2内容梗概：内容梗概：1 23题目及性能指标研究的过程总结3 题目及性能指标1印刷偶极子天线设计指标一：-10dB带宽2.4GHz2.5GHz指标二：中心频点2.45GHz处回波损耗大于20dB4 研究的过程研究的过程 1.研究印刷偶极子天线原理。 2.结合所查模型设定天线参数。 3.仿真设计、分析。 4.绘制图并制作实物。 5.测试天线，整理资料、数据，写报告。251.印刷偶极子天线原理。 右图中所示为设计的微带 巴伦馈线印刷偶极子天线 的结构模型，该天线属于 半波偶极子天线的变形。 整个天线结构大致分为5 个部

2、分，即介质层，偶极 子天线臂，微带巴伦线、 微带传输线和天线馈电面。2研究的过程研究的过程61.印刷偶极子天线原理。 介质层的材质为FR4，相对介电常数4.4。在介质层的两面分别敷有良导体的金属传输线，构成偶极子天线的两个臂、微带传输线和微带巴伦线。激励信号从天线馈电点处馈入，经过微带巴伦结构和微带传输线传输到偶极子天线的两个臂。在微带传输线上，电流方向相反，因此不会辐射电磁波。在偶极子天线的两个臂上，金属片的电流方向相同，因此会辐射电磁波。由半波偶极子天线的理论分析可知，天线两个臂的总长度约为1/2个工作波长。 2研究的过程研究的过程71.印刷偶极子天线原理。 偶极子天线是一个对称结构，传输

3、线上的馈电电流必须是对称分布的。当馈线采用同轴线结构，因为同轴线内外导体并不对称，所以天线上的电流也不会对称分布，从而会影响天线的性能。为了保证偶极子天线上电流的平衡，通常布天线和同轴线之间插入一个不平衡到平衡的转换器，即微波巴伦，它可以将不平衡的电流转换成平衡的电流，上图中的三角形结构就是一个简单的微波巴伦，它可以实现从不平衡到平衡的转换。另外半波偶极子天线与同轴线的特性阻抗不匹配，三角形巴伦和微带传输线一起起到阻抗转换的作用，其作用相当于四分之一波长阻抗变换器。2研究的过程研究的过程82.结合所查模型设定天线参数。 天线中心频率2.45GHz,自由空间波长约为 122mm,对应半波偶极子长

4、度为61mm;介质中波长为58mm,对应半波偶极子长度为29mm。因印刷偶极子天线同时包含介质与自由空间，所以取其平均值45mm. 在相对介电常数为4.4、厚度为1.6mm的FR4介质板上，微带结构对应的导波波长为68mm.1/4波长为17mm,对于设计中的微带传输线，长度应该略大于17mm,设计中取值22mm. 对于三角形的微带巴伦结构，两个直角边的长度初始值分别取12mm和10mm。金属片的宽度都取3mm.2研究的过程研究的过程92.结合所查模型设定天线参数。 2研究的过程研究的过程103.仿真设计、分析。 2研究的过程研究的过程113.仿真设计、分析。 2研究的过程研究的过程124.绘制

5、图并制作实物。 2研究的过程研究的过程13 2研究的过程研究的过程4.绘制图并制作实物。 145.天线测试。 2研究的过程研究的过程15 2研究的过程研究的过程 如左图所示，如左图所示，HFSS中仿真中仿真-10dB带宽为带宽为2.2000GHz2.7240GHz，中心频点为，中心频点为2.4510GHz，中心频点处回波损耗为，中心频点处回波损耗为32.0307dB. 如右图所示，网络分析仪中如右图所示，网络分析仪中-10dB带宽为带宽为2.2510GHz2.6930GHz，中心频点为，中心频点为2.4670GHz，中心频点处回波损耗为，中心频点处回波损耗为25.904dB. 仿真与实测均符合任务要求。（仿真与实测均符合任务要求。（指标一：-10dB带宽2.4GHz2.5GHz 指标二：中心频点2.45GHz处回波损耗大于20dB）16 总结。总结。 经过小组成员的共同努力，所设计的方案符合设计任务中的指标要求。 在设计的过程中，学会了如何去查阅