第三小组汇总

1、通信天线第三组 文献综述报告组长：刘曙波组员：高振耀 潘晨玮 钱弘毅 薛闻达 杨建辉研究方向： 随着无线通信的迅猛发展，移动电话、陆地移动通信系统、室内分布系统、无线接入、卫星通信等领域，都需要轻重量、低轮廓、易共形、制造简单的高性能印刷天线。天线高性能的一个重要天线就是频带宽度：实现宽频带或双频段。现代通信发展的一个重要方向就是小型化、多功能化，因此，顺应现代通信发展的要求，研究宽频带、多频段、多用途的印刷天线有着十分重要的意义我们组选择的研究内容是： 平面印刷双频平面印刷双频/多频单极天线多频单极天线 先来说一下什么是平面印刷双频/多频单极天线： 所谓天线天线就是从发射机或接收机里伸出的一

2、段可以和信号谐振的导体，频率越低天线越长，频率高则反之，现在的无线电设备如手机，无线路由器等，频率很高，天线可以做的很小，于是就可以把天线蚀刻在机器的电把天线蚀刻在机器的电路板上路板上(也就是一小段铜皮也就是一小段铜皮)，或用含有导电材质的印刷材用含有导电材质的印刷材料印刷在一个软基板上料印刷在一个软基板上，统称印刷天线印刷天线；双频天线双频天线是指能接收低频信号低频信号又能接收高频信号高频信号的天线；而多频天线多频天线就是几个频段合一几个频段合一主要有两种，一种是严格意义的一根天线分段使用，最为典型的类似于广播中的调频天线，天线是连续频率的，但分段使用，比如101.7、103.7、.还有一种

3、比较典型的是手机基站天线，比如中国移动的GSM900M和1800M，同一天线实际分别内装了900M和1800M两个天线组合的，纯物理组合，分解后实际是两副天线；单极天线单极天线，其 英文词条名:monopole 一种由直直接垂直安装在反射平面接垂直安装在反射平面(底板底板)上的直导体组成上的直导体组成的天线,其根部接馈线,作用及其反射酷似偶极。 我们组针对这个研究方向，每个人都在网上去找相关的论文去了解。基本上大家都在知网、Web Of Knowledge上找到了各种有关的文献，并且大家基本上都是把这个课题拆分成：平面 印刷 多频 单极 等来检索，每个人都搜索到相关内容，现在把大家搜索、汇总的

4、文献资料整理如下： 平面单极子天线的基本结构由接地板、介质板和贴片三部分组成。因为介质基板的厚度和损耗很小，在介质基板的两侧分别敷设金属辐射贴片和金属接地板。同微带天线不一样的是平面单极子天线去除了和金属辐射贴片对应的介质基板另一侧的金属接地板。平面单极子天线具有微带天线的大多数优点，但是它的带宽较宽，基片材料对其性能的影响比较小。如今的平面单极子天线可以从形状上分为多边形平面单极子天线、梯形平面单极子天线、三角形平面单极子天线、椭圆形平面单极子天线、圆形平面单极子天线、矩形平面单极子天线等。 天线发展历史中，多频段技术研究是一个主要分支。在实际通信过程中，经常想要通信终端工作在多个频段，无线

5、通信推动着微带天线多频段技术的发展。多频段技术的发展给广大的市场需求注入了新的动力，各种各样的多频段微带天线的出现来适应各种不同的系统需求。从实现双频或多频段工作的贴片结构以及介质基板等物理结构上来分类，实现双频或者多频的基本方法主要有：(1) 使用单一贴片：利用几种不一样的自然模式，比如矩形贴片的 TM10和TM01模来获得双频或多频工作。(2) 使用单一贴片：通过加载或者开槽的办法使贴片的各种自然模的场分布得到变化，从而使谐振频率受到干扰，最后得到双频或多频工作频段。(3) 使用单层基板，多个贴片的形式：可以利用谐振频率不一样的贴片得到双谐振，也能够利用各个辐射贴片单元得到多频点谐振的平面

6、印刷天线。(4) 使用多层重叠结构：比如能够采用多层贴片结构得到多个谐振器，从而得到多频段的工作特性；也能够利用多层贴片重叠、各自馈电的贴片结构，来获取多频段的工作特性。采用共面波导结构实现多频化同样是现在多频天线研究的重点方向。本文所采用的技术都是在贴片上开槽来改变贴片各种自然模的场分布而实现双频或者多频工作，在许多实际应用中也比较常见。 印刷多频天线的实现方式一般有以下几种： （1）多枝节法，即通过在天线辐射部分构造多个枝节，不同长度的枝 节对应不同的谐振频率，从而实现天线的多频段特性； （2）平面印刷天线分析与设计多缝隙法，一般是对微带缝隙天线而言，通过设计多条缝隙来引起多个谐振频率；

7、（3）加载/寄生枝节法，该方法一般在微带宽缝天线上比较常见，是指通过在缝隙上加载枝节以及在馈电枝节周围添加寄生枝节等手段来获得多频工作特性。 环形结构是在天线设计中经常使用的一种结构，早期有人使用环形结构设计带有大地板的单极天线，后来环形结构逐渐在平面印刷天线中得到关注与广泛应用，包括圆形环单极天线，矩形环单极天线，三角形环单极天线，撕裂环单极天线等。本文提出了两种类型的环形单极天线，结构简单，设计思路清晰，且实物测试结果表明其性能良好。 三频段矩形环天线三频段矩形环天线 基于普通环形单极天线，本节将介绍两款 U 形单极天线，分别通过加载枝节和地板切角技术，实现了双频带特性，天线 1 为加载枝

8、节的 U 形天线，其可以满足 WLAN2.4GHz，5.5GHz 频段应用的需要；天线 2 为地板切角的 U 形天线，可以满足 WLAN2.4GHz 频段，UWB 高频段（5.5-10.6GHz）应用的需要。双频段双频段 U 形环天线形环天线 基于普通环形单极天线，本节将介绍两款 U 形单极天线，分别通过加载枝节和地板切角技术，实现了双频带特性，天线 1 为加载枝节的 U 形天线，其可以满足 WLAN2.4GHz，5.5GHz 频段应用的需要；天线 2 为地板切角的 U 形天线，可以满足 WLAN2.4GHz 频段，UWB 高频段（5.5-10.6GHz）应用的需要。双频段菱形缝隙天线双频段菱

9、形缝隙天线 在研究了微带线馈电缝隙天线的基础上，提出了一种新型的双频带微带菱形缝隙天线。对该天线的基模和高次模式的结构进行了研究，并最终设计出两款可用于 WiMAX通信系统的平面印刷缝隙天线。多频段多枝节单极天线多频段多枝节单极天线 多枝节法是设计多频段天线的一个有效方法，其原理是通过设计多个电流路径而实现多个谐振。从结构上可以将多枝节分成闭合式和开放式，环形单极天线属于闭合式，然而更为普遍的是开放式结构，文献上有很多关于这种天线的报道。本文将采用多枝节法设计印刷单极天线，特点是采用简单结构实现三频段特性。 随着无线通信技术的快速发展,频率资源利用率越来越高,如根据现行无线通信标准,移动通信系

10、统的GsM/DCS用Cs/UMTs和无线局域网(wLAN)通信系统的80211.a/b/g/j、HiperLANI/2等,以及许多国家还有各自的标准因此,一个简单的小型无线通信设备通常需要工作于多个频段,为简化收发终端辐射系统的设计并且降低其制作成本,一般我们选择一个能同时工作于多个频段的多频天线多频天线的最大优点就在于一个天线可同时实现多个天线的工作性能由于现代通信系统的小型化!集成化的特点,多频印刷天线得到了大量的研究,天线工作者提出了很多实现印刷天线的多频方法,总的概括起来主要可分为枝节法、切槽法、短路法和寄片法等。枝节法是一种比较直观的方法,客观地说相当于多个天线合在一起并由一个端口馈

11、电运用这种方法比较多的是印刷单极天线,印刷单极天线结构比较简单,每个枝节相当于一个单极天线,各枝节通过一个馈电线连接就很容易实现多频功能为一个工作于WLAN的双频印刷单极天线,两个单极分别工作于两个不同的频段,并与共面波导的中心导带相连接进行馈电。类似这种结构的多频印刷单极天线很多,比较典型的一种是字母型结构,利用两个枝节组成一个字母为一个F型的双频印刷单极天线11阎,开始两个单极分享一段带线,然后根据长度的不分开,其它的字母型结构,如G型!L型!T型等都可以实现双频工作也可通过多个枝节组成,以实现多频工作。切槽法是将印刷天线的表面金属挖去一部分,改变天线的表面电流分布,即引入新的一个谐振,从而实现天线的多频工作特性；这种方法在微带天线中应用比较多。短路法的基本原理与切槽法类似,在微带贴片的某一处或多处用短路探针进行短路,其目的在于改变基模或高次模的谐振频率,从而实现按设计要求的双频或多频特性,其短路探针的位置与馈电点的位置在同一对称轴上,通过调节短路探针的水平位置就可以在一定范围内改变两个频率比寄片法是在微带贴片的上面或四周增加一个或多个寄生贴片,由寄生贴片产生新的一个或多个谐振,从而达到双频或多频的特性，在其四周增加分形结构的寄生贴片,该天线可同时工作于多个频段。 比较以上几种方法,枝节法和切槽法应用相对更为广泛也有将这些方法混合使用,比如枝节法与短路法的结合以及切