發(fā)布時(shí)間：2017-11-03 09:05

  本文關(guān)鍵詞：基于田口優(yōu)化的微帶天線分析公式研究

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【摘要】：天線是無(wú)線通信系統(tǒng)中必不可少的器件,其性能的好壞會(huì)關(guān)系到系統(tǒng)的成敗。微帶天線因其具有成本小、輪廓低等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于無(wú)線通信系統(tǒng)。隨著無(wú)線通信系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展,微帶天線寬帶化技術(shù)的需求與日俱增。采用介電常數(shù)低且厚的介質(zhì)基片是微帶天線寬帶化技術(shù)中較為常用的方法。然而,當(dāng)介質(zhì)基片厚度為0.1-0.2λd(λd為介質(zhì)波長(zhǎng))時(shí),已有的圓形和矩形貼片天線的諧振頻率和品質(zhì)因數(shù)分析公式將不再適用。雖然可以使用電磁數(shù)值仿真軟件對(duì)微帶天線進(jìn)行優(yōu)化,但效率低、通用性差,而且無(wú)法建立天線物理尺寸和電氣參量之間的精確映射關(guān)系。因此,有必要研究微帶天線的分析公式。在國(guó)家自然科學(xué)基金(基金號(hào)：61401056)的資助下,論文對(duì)微帶貼片天線的分析公式進(jìn)行了深入研究,取得的主要研究成果有：(1)提出一個(gè)新的圓形貼片天線諧振頻率分析公式。公式是基于3449組仿真數(shù)據(jù)并通過(guò)曲線擬合技術(shù)和田口優(yōu)化方法獲得,利用電磁仿真實(shí)驗(yàn)證明了公式的有效性。仿真結(jié)果表明：公式計(jì)算與仿真之間的平均相對(duì)偏差小于2%、最大相對(duì)偏差小于3%。(2)提出一個(gè)新的矩形貼片天線諧振頻率公式。當(dāng)給出天線長(zhǎng)度、寬度、介電常數(shù)和厚度時(shí),可利用該公式直接計(jì)算出單層和雙層介質(zhì)矩形貼片天線的諧振頻率。通過(guò)電磁仿真和實(shí)際測(cè)試對(duì)公式的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證,仿真結(jié)果與測(cè)試結(jié)果具有較好的一致性,公式計(jì)算與仿真之間的平均相對(duì)偏差小于3%、最大相對(duì)偏差小于5%。此外,仿真和實(shí)測(cè)結(jié)果均表明：介質(zhì)電厚度的增加可提升天線的阻抗帶寬,但介質(zhì)電厚度應(yīng)小于0.13。(3)提出一個(gè)改進(jìn)的矩形貼片天線品質(zhì)因數(shù)分析公式。利用曲線擬合技術(shù)和田口優(yōu)化方法對(duì)已有公式進(jìn)行改進(jìn),并通過(guò)電磁仿真驗(yàn)證了改進(jìn)公式的有效性。HFSS和ADS軟件的仿真結(jié)果表明：對(duì)于具有介質(zhì)基片厚度為0.06-0.14λd的矩形貼片天線,改進(jìn)公式比已有公式的精確度更高。
【關(guān)鍵詞】：圓形貼片天線 矩形貼片天線 諧振頻率 品質(zhì)因數(shù) 田口優(yōu)化方法
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN822
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 圓形貼片天線諧振頻率的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 矩形貼片天線諧振頻率的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 矩形貼片天線品質(zhì)因數(shù)的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 論文研究?jī)?nèi)容和章節(jié)安排16-18
• 第2章 田口優(yōu)化方法18-26
• 2.1 引言18-19
• 2.2 正交表19-20
• 2.3 田口方法的基本步驟20-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第3章 圓形貼片天線諧振頻率分析公式26-40
• 3.1 已有的圓形貼片天線諧振頻率分析公式26-31
• 3.2 新的圓形貼片天線諧振頻率分析公式31-32
• 3.3 圓形貼片天線諧振頻率分析公式的驗(yàn)證32-38
• 3.4 本章小結(jié)38-40
• 第4章 矩形貼片天線諧振頻率分析公式40-62
• 4.1 已有的矩形貼片天線諧振頻率分析公式41-47
• 4.2 新的矩形貼片天線諧振頻率分析公式47-48
• 4.3 矩形貼片天線諧振頻率分析公式的擴(kuò)展應(yīng)用48-49
• 4.4 矩形貼片天線諧振頻率分析公式的驗(yàn)證49-60
• 4.5 本章小結(jié)60-62
• 第5章 品質(zhì)因數(shù)的提取方法及分析公式62-76
• 5.1 已有的品質(zhì)因數(shù)提取方法和分析公式62-67
• 5.2 改進(jìn)的品質(zhì)因數(shù)分析公式67-71
• 5.2.1 基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的獲取68-70
• 5.2.2 分析公式的改進(jìn)70-71
• 5.3 改進(jìn)的品質(zhì)因數(shù)分析公式的驗(yàn)證71-75
• 5.4 本章小結(jié)75-76
• 第6章 結(jié)論76-78
• 6.1 本文主要工作總結(jié)76-77
• 6.2 未來(lái)研究展望77-78
• 參考文獻(xiàn)78-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間公開(kāi)發(fā)表論文及科研成果86-88
• 致謝88-90
• 作者簡(jiǎn)介90

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