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论文结构紧凑型双频微带天线的设计 论文结构紧凑型双频微带天线的设计

格式:word 上传:2022-06-24 19:43:08

《论文结构紧凑型双频微带天线的设计》修改意见稿

1、“.....是无线......”

2、“.....款设计卓越的天线,可以全面提升系统的性能。天线主要具备两个功能为定向辐射功能二为能量转换功能。其中定向功能指的是天线接收或者辐射电磁波具有定的方向性,根据无线电系统设备的要求,发射天线可以把电磁波能量集中在固定方向传播出去,接收天线可以只接收特性方向的电磁波。能量转换功能指的是自由空间电磁波与导行波之间的转换,发射天线可以将馈线引导的电磁波高频电流转换为自由空间中的电磁波传向远方,接收天线可以将自由空间中的电磁波转换为馈电引导的电磁波传送给接收机。可以看出,天线是导线中的导行波与自由空间中的辐射波的转换装置。近几十年来,通信行业的革新速度飞快,天线是通信行业的飞速发展中不可缺少的部分。早在年,教授就已提出利用微带线的辐射来制成微带天线的概念,但直到二十世纪七十年代才由和等研究者制成了第批实用的微带天线。随之国际上展开了对微带天线的广泛研究和应用。微带天线具有许多优点体积小,重量轻,成本低,低剖面......”

3、“.....因此,经过几十年的发展,微带天线得到了学术界的广泛研究,出现了多种结构的微带天线。微带天线的应用十分广泛,它应用于个人无线通信系统卫星导航通信系统车载系统电视直播系统和全球定位系统等。近年来,无线通信式中为等效相对介电常数,可由施奈德经验公式求得则可以得到等效电容,即矩形微带天线的分析矩形微带天线处缝隙的等效磁流为ˆˆˆˆ由上式可知,微带天线在和处的两条缝隙等效磁流方向相同。设为两者的合成电场,那么有又因为,则可以得到微带天线的方向函数,即,则在微带天线面在微带天线面公式和公式可以得到微带天线在两个主平面的半功率波束宽度......”

4、“.....矩形贴片的般略小于。矩形微带天线的方向性系数是天线的另特性参数,它指的是天线在最大辐射方向上的辐射强度与天线平均辐射强度之比,即其中,为天线在最大辐射方向上距离中心处的电场强度。代入公式和公式可得当图所示的矩形微带天线从辐射边对矩形贴片进行馈电时,其等效电路如图所示。此时,微带天线的输入导纳为其中,。电容效应可用延伸长度来表示,则公式可化简为当微带天线谐振时,输入导纳的虚部为零,则可以得到矩形微带天线的谐振长度为可知,矩形微带天线的谐振频率为圆形贴片腔模型理论微带天线是窄带宽谐振天线,它们可以等效为有损腔,因此,可以使用腔模型理论分析微带天线。利用腔模型理论分析微带天线,将微带天线贴片的内部区域建模成个空腔,空腔的上下面为电壁,空腔的周围为磁壁......”

5、“.....包括矩形圆形三角形和环形等,但腔模型理论不能分析多于个缝隙的缝隙微带天线,并且不适合分析微带阵列天线。腔模型理论分析已将互耦的影响考虑其中。微带天线的辐射场可以通过空腔模型周围的等效磁流的辐射得到,微带天线的输入阻抗可以通过空腔模型的内场及馈电点处的激励条件得到。内场如图所示,圆形微带天线贴片半径为,介质基片厚度,那么空腔有如为圆形贴片天线结构图为球坐标系图圆形微带天线结构示意图图二图圆形微带天线结构示意图图矩形微带天线等效电路图下特性空腔内部区域的不随轴而改变。空腔内的电场只有轴方向的分量,磁场只有以金属贴片和接地板为边界的横向分量。贴片上的电流没有垂直于金属贴片边缘的分量,即。贴片的场分布可以分为内部区域和外部区域,对于空腔的内部区域,只有和三个场分量。空腔模型内场满足下列麦克斯韦方程组对方程组第二个公式两边取旋度......”

6、“.....得其中,为介质损耗角正切。又因为ˆ,ˆ,因此可以将公式转化为标量方程,如下式下面我们使用模展开方法求解方程,本征函数可以由无源区域的齐次波动方程求解得到其中,在周围磁壁处应满足边界条件,分母上的为磁壁的外法向变量。对于圆形贴片,可得到谐振空腔的本征函数和本征值,如公式和公式所示其中,整数表示电磁场沿径向变化的次数,整数表示电磁场沿方位角方向变化的次数。因为本征函数是正交函数,所以它们的线性组合就是公式的解,即,将上式代入公式得到根据公式可得,用分别乘以公式的两边,并对空腔模型内部区域积分,得,由于和在内积分区域内是正交的,所以当且仅当,时,和的内积分不为零,因此可以得到,即式中,......”

7、“.....处方向宽度为的向电流片,总电流为。其电流密度为其他可得带入公式可得或者,其中式中已取。由公式可知其中,是指的第个零点。圆形微带贴片天线模的谐振频率可由公式求得式中是计入边缘效应影响后的等效半径,可由下式得到使用等效半径求解得到的谐振频率,当时,误差小于。根据麦克斯韦方程组第二个方程,空腔模型内的磁场可由公式求得ˆˆˆˆˆ圆形微带贴片天线主要工作在模......”

8、“.....圆形微带天线内部区域电场在圆心处为零,在边缘处最大而在和处电场方向相反。与之不同,静态模的场分布是均匀的,可以通过在圆形贴片中心接短路针抑制静态模和其他高阶模。空腔内部的变化磁场在贴片上激起感应电流,公式给出其内侧面的电流密度ˆˆˆ图为不同模式的微带天线面电流和内场分布以及周围等效磁流方向,可以看出,等效磁流沿这圆的周围按分布,因此沿圆周共有个零点,并且每经过个零点,磁流的方向发生次改变。所有模在边射方向上形成为最大值,而和等模在边射方向上形成零点。辐射场和方向图借助内场结果,利用等效性原理,可以求得天线远场的辐射场。圆形微带天线模在圆形空腔圆周边缘处的等效磁流密度为ˆˆˆ等效磁流在远场区的点,处产生的电矢位由下式得到ˆ在远场区,电磁波可以等效为沿径向方向传播的横电磁波,因此可以利用平面波场的简化方程直接求的电场......”

9、“.....无线通信系统向着多功能大容量智能化的方向飞速发展。中国移动通信行业处于第二代移动通信技术,与第三代移动通信技术,共同飞速发展阶段,移动通信用户数目急剧增长,使得通信系统不断更新和扩容。为了减小无线通信中的干扰,降低成本,同时满足多系统多功能的通信要求,实现多系统共用和收发共用,要求天线能在不同的工作频段下工作。考虑到既要满足上述特性,又要适用于工业化生产和实际的应用,我们需要款结构相对简单低剖面机械性能好易于集成的天线,因此多频微带天线是非常合适的选择。微带天线是二十世纪七十年代初期研制成功的种新型天线,它具有许多优点体积小,重量轻,低剖面,制造简单,成本低易于和微带线路集成易于实现线极化和圆极化等。因此近十几年微带天线得到了广泛的研究和发展,各种新型微带天线结构层出不穷......”

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