通信专业天线课程设计参考模板

1、 题 目： 作 者1： 班级 学号 姓名 作 者2： 班级 学号 姓名 可参照以下例子： 双频带微带天线设计1.矩形微带天线基本原理导体贴片为矩形的微带天线，由传输线或同轴探针馈电，在贴片与接地板之间激起高频电磁场，并通过贴片四周与接地板之间的缝隙向外辐射。矩形微带贴片可看作宽为W、长为L（一般）的一段微带传输线，其终端（）处呈现开路，是电压波幅和电流波节面。贴片和接地板之间的电场分布如下图所示。选择图示坐标系，假设电场沿z方向均匀分布，沿y方向的电场分布可近似表示为：贴片四周窄缝上的等效面磁流密度为： （*）-缝隙表面的外法向单位矢量。由于电场只有x方向分量，因此等效面磁流均与接地板平行，见

2、图中箭头所示。 由（*）式可知， 表面磁流沿两条W边是同向的，其辐射场在x轴方向同相叠加，呈最大辐射，并随偏离角的增大而减小，形成边射方向图。 在每条L边上，磁流呈反对称分布，在H面（xoz面）上的辐射相互抵消；两条L边的磁流彼此呈反对称分布，在E面（xoy面）上的辐射场也相互抵消。L边在其它平面上的辐射虽然不会完全抵消，但与两条W的辐射场相比，显得非常微弱。可见矩形微带天线的辐射主要由两条W边的缝隙产生，称为辐射边。矩形微带天线的辐射场由相距L的两条W边缝隙辐射场叠加而成。考虑的缝隙，表面磁流密度为：对于远区观察点，磁矢位为：式中考虑了接地板引入的镜像效应。积分后得到：由可得远区电场矢量为：

3、对于处面磁流对辐射场的贡献，可考虑间距的等幅同相二元阵，其阵因子为：矩形微带天线远区辐射场为：双频微带天线结构图（完成内容一）设计步骤及内容1、运行CST，进入微波工作室，设置模型单位。可参照CST书中208页。2、创建天线微带模型，确定微带天线结构、尺寸和材料等。首先创建地板Ground Plane，然后建立介质基片Substrate，关键是创建辐射单元金属贴片Patch的结构和尺寸，中心谐振频率，其中C为光速，l为辐射单元边长，为有效介电常数。设置端口激励，可参照CST书中194页。设置求解频率及扫描频率范围。设置多频点远场监视器。运行时域求解器。通过S11参数或VSWR分析微带天线带宽。

4、远场方向图分析自己用CST画出结构图，（若设计宽带单极子微带天线可以使用所发的CST模型）。实例：,。双频微带天线带宽分析（完成内容二 自己补上具体内容） 微带天线易于实现双频段工作，矩形贴片天线是利用激励多模来获得双频的，见下图所示。图中在非辐射两边各开一个长度相等的缝隙，在贴片中心线上一适当位置处馈电。这种结构的工作模式有两种，一种是模，另一种模式介于和之间，两种模式电流分布和辐射特性均相似，并具有相同的极化平面，两种模式分别工作于不同的频率。 CST计算和实测的曲线如下图所示。重点结合CST仿真图分析馈电位置、开缝长和宽对频率带宽S11特性的影响（重点：此处可展开分析，查中国知网参考文献）。（若设计宽带单极子微带天线可以使用所发的CST模型，一定要结合CST仿真图分析开缝、切角的尺寸大小对S11带宽影响,查中国知网参考文献）。 （若设计宽带开槽带阻微带天线也要结合CST仿真图分析开缝尺寸大小和开缝位