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小型化宽频带和多频段平面倒F天线研究

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致谢

1 绪论

1.1课题研究的背景及意义

1.1.1课题研究的背景

1.1.2课题研究的意义

1.2移动通信终端和WLAN终端PIFA天线应用现状

1.2.1移动通信终端PIFA天线应用

1.2.2 WLAN终端PIFA天线应用

1.3本文主要内容

2 PIFA天线及主要分析方法

2.1 PIFA天线的基本结构

2.1.1不同辐射贴片的PIFA天线

2.1.2不同短路结构的PIFA天线

2.1.3不同馈电结构的PIFA天线

2.1.4不同地板结构的PIFA天线

2.1.5其它结构类型的PIFA天线

2.2 PIFA天线的性能指标

2.2.1天线的S参量

2.2.2天线的辐射方向性图与方向性系数

2.2.3天线的增益

2.2.4天线的电流分布

2.3 PIFA天线的分析方法

2.3.1传输线模型理论

2.3.2空腔模型理论

2.3.3多端网络模型理论

2.3.4全波分析理论

3 微带天线的小型化宽频带及多频段技术

3.1微带天线的小型化技术

3.1.1采用高介电常数基板

3.1.2加载技术

3.1.3曲流技术

3.1.4附加有源网络技术

3.2微带天线的宽频带技术

3.2.1影响微带天线带宽的基本因素

3.2.2微带天线带宽展宽的方法

3.3微带天线的多频段技术

4 移动通信终端小型宽频带PIFA天线研究与设计

4.1天线结构及其性能分析

4.1.1天线结构描述

4.1.2天线结构参数对天线特性的影响

4.2天线仿真结果及其分析

4.2.1天线电压驻波比和回波损耗的仿真值及其分析

4.2.2天线辐射方向性图和增益及其分析

4.2.3天线电流分布及其分析

4.3天线测试结果及其分析

4.3总结

5 WLAN终端双频PIFA天线研究与设计

5.1天线结构及其性能分析

5.1.1天线结构描述

5.1.2天线结构参数对天线特性的影响

5.2天线仿真结果及其分析

5.2.1天线回波损耗和电压驻波比仿真结果及其分析

5.2.2天线辐射方向性图和增益及其分析

5.2.3天线电流分布及其分析

5.3天线测试结果及其分析

5.4总结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2展望

参考文献

作者简历

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摘要

当前,移动通信和个人通信技术快速发展,使得通信系统对应用于其终端的天线提出了小型化、宽频带和多频段的要求。近年来出现的平面倒F天线(Planar Inverted-F Antenna,PIFA)因其具有体积小、重量轻、剖面低、可内置、易于加工、且易于和载体共形等突出的结构特点以及能实现宽频带和多频段的特性而得到了广泛的应用。 本文在研究PIFA天线基本理论基础之上,借助商用电磁仿真软件,分别设计出了一种内置式低剖面宽频带PIFA天线和一种ISM(Industrial,Scientific,Medical)频段双频PIFA天线,天线的测试结果与仿真结果吻合较好,表明所设计的天线具有实用性。 本论文的主要工作及创新之处如下: 1.从PIFA天线的各个组成部分入手,详细描述了其各种结构,介绍了PIFA天线的主要性能参数和基本分析方法。同时,对微带天线的小型化、宽频带和多频带技术进行了分析与总结。 2.提出了一种剖面极低的超宽频带移动通信单层单贴片PIFA天线,该天线相对带宽达到85%,明显高于其它同类天线带宽,可同时覆盖DCS、PCS、WCDMA、UMTS、WiBro、Bluetooth和DMB等七种无线通信系统的工作频段。同时,对该天线的回波损耗、电压驻波比、辐射方向性图、峰值增益和电流分布等性能参数进行了分析与讨论。此外,制作了天线并进行了测试,测试结果与软件计算结果基本一致。 3.提出了一种WLAN终端双频PIFA天线,该天线结构紧凑,可同时覆盖IEEE802.11 a/b/g协议和HiperLAN2协议关于WLAN所要求的所有工作频段。同时,对该天线的回波损耗、电压驻波比、辐射方向性图、峰值增益和电流分布都进行了分析与讨论。此外,制作了天线并进行了测试,测试结果与仿真结果吻合较好。 4.结合自己所设计的宽频带和双频段PIFA天线,分析了PIFA天线辐射贴片的尺寸、短路方式及短路片宽度、馈电点的具体位置和馈电方式以及地板等对PIFA天线性能的影响。

著录项

  • 作者

    张兴宇;

  • 作者单位

    北京交通大学;

  • 授予单位 北京交通大学;
  • 学科 电磁场与微波技术
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 王均宏;
  • 年度 2008
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 移动通信天线;
  • 关键词

    宽频带; PIFA天线; WLAN; 多频段;

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