1.2天线及微带天线简介
1.2.1天线的概念及特点
天线[ ],在任何无线电系统组成中,都是必不可少的组件。简单地说,天线是一种导行波与自由空间波之间的转换器件或换能器,完成空间波和传输线导行波 之间的相互转换。天线的基本功能是实现辐射或接收无线电波,分别称为发射天 线或接收天线。
天线品种繁多,以供不同频率、不同用途、不同场合、不同要求等不同情况下使用。对于众多品种的天线,进行适当的分类是必要的:按用途分类,可分为通信天 线、电视天线、雷达天线等;按工作频段分类,可分为短波天线、超短波天线、微波天线等;按方向性分类,可分为全向天线、定向天线等;按外形分类,可分为线状天线、面状天线等 。
无线电发射机输出的射频信号功率,通过馈线(电缆)输送到天线,由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后,由天线接下来(仅仅接收很小很小一部分功率),并通过馈线送到无线电接收机。可见,天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备,没有天线也就没有无线电通信。随着科学技术的飞速发展,人们的生活日益现代化,有限的频率资源越来越紧张,人们对无线通信的容量及传输速率提出了更高的要求。无论是军事通信还是民用通信系统,不仅要求高质量地传输语言、文字、图像、数据等信息,而且要求设备宽带化、小型化、共用化。天线作为辐射和接收电磁波的部件,是无线系统中重要的组成部分。天线性能的优劣直接决定无线通信系统通信质量的好坏。
1.2.2微带天线的概念及特点
1953年G.A.Deschamps提出来了微带天线的概念[ ],1955年法国的Gutton和Baissinot等人申请了微带天线的相关专利,在随后的很长一段时间,微带天线的发展缓慢,受多方面因素的制约,研究的成果比较少;上个世纪70年代,具有低损耗角正切特性、有吸引力的热特性以及良好的机械特性的介质基片研发出来了,从此,微带天线的开发与应用得到了快速的发展,Howell和Munson研制了第一个实用的微带天线,从此,人们对微带天线单元以及微带天线阵列进行了广泛的研究开发,各种结构的微带天线被应用到不同的领域中,并产生了大量的学术和科研成果[ ]。至今,还没有对微带天线作一个具体完整的概念[ ],简单的微带天线可以是由贴在带有金属地板的基片上的贴片构成的。
微带天线的分类主要有:按照形状划分,可以分为矩形、圆形、环形、三角形、五角形等;按照原理划分,可以分为谐振型和非谐振型;按照结构特性划分,可以分为微带贴片天线、微带行波天线以及微带缝隙天线等。
微带天线的特点[ ]主要有:剖面薄、重量轻、体积小、成本低、易于载体共形、馈电网络灵活且能够天线可以一起制作、易于大批量生产等优点,微带天线具有如此多的优点,其被作为一个独立的研究课题得到了大量的研究与发展,得到了许多有用的科技成果,应用也越来越广泛。
1.3本论文的主要工作和安排
本论文首先分析了课题的研究背景,超宽带天线的研究意义,其次是结合要求设计仿真了超宽带天线,Vavildi天线的传统模型和对拓模型。各个章节安排如下:
第1章:结合课题的选题背景,阐述了天线及微带天线的基本概念及主要特点,提出了本论文的核心研究工作:超宽带微带天线的设计。
第2章:对于本论文所要设计的超宽带天线,进行了简单介绍,包括超宽带的定义、特点及应用,还有超宽带天线的概述及特点,使对课题有了进一步了解。
第3章:介绍了本论文所要用到的仿真软件——CST STUDIO SUITE 2010,以及在仿真中软件的使用心得。
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