文档介绍：泉州师范学院
毕业论文(设计)
题目超宽带盘锥天线的特性分析与研究
Analysis and reasearch of Ultra-wideband dish cone antenna characteristics
物理与信息工程学院电子信息科学与技术专业07级1班
学生姓名王剑飞学号 070303012
指导教师余燕忠职称副教授(博士)
完成日期 2011-4-3
教务处制
超宽带盘锥天线的特性分析与研究
物理与信息工程学院电子信息科学与技术 070303012 王剑飞
指导老师余燕忠副教授(博士)
摘要:近年来,随着通信技术的迅猛发展,超宽带( Ultra-Wide Band, UWB)通信技术以其低功耗、高带宽、低复杂度等优点而倍受重视。超宽带天线已成为目前天线领域的一大研究热点。盘锥天线由一个导体圆盘和一个导体圆锥构成,因此其结构简单;盘锥天线是一种垂直极化全向天线,具有极宽的工作频段,且全向均匀性好。可用于与宽带梳状波发生器组成电场辐射发射测试项目的比对装置。
关键词:超宽带;盘锥天线;全向天线
目录
第一章:引言 4
超宽带天线的发展 4
HFSS功能简介 4
本文研究的内容及意义 4
第二章:盘锥天线的设计 5
盘锥天线的演变过程 5
盘锥天线的尺寸设计规律 5
第三章:盘锥天线的锥角对天线性能的影响 5
锥角对天线方向图的影响 5
锥角对天线输入阻抗的影响 7
锥角对天线电压驻波比的影响 8
第四章:盘锥天线的其它参量对天线性能的影响 9
变量S对天线性能的影响 9
变量S对天线方向图的影响 9
变量S对天线输入阻抗的影响 11
变量S对天线电压驻波比的影响 11
变量D对天线性能的影响 12
变量D 对天线方向图的影响 12
变量D对天线输入阻抗的影响 14
变量D对天线电压驻波比的影响 15
变量Cmin对天线性能的影响 16
变量Cmin对天线方向图的影响 16
变量Cmin对天线输入阻抗的影响 18
变量Cmin对天线电压驻波比的影响 18
变量Cmax对天线性能的影响 19
变量Cmax对天线方向图的影响 19
变量Cmax对天线输入阻抗的影响 21
变量Cmax对天线电压驻波比的影响 22
第五章:总结 23
致谢 24
参考文献 25
第一章:引言
超宽带天线的发展
超宽带技术[1]是目前被广泛研究的一种新兴的无线通信技术,主要由于超宽带通信技术具有高数据率、功耗低、低复杂度等特点,为通信技术的发展开辟了新机遇。但是超宽带又因为要占用极宽的带宽与其他通信系统同享频段,会造成信号干扰,又给超宽带技术的研究带来了新的挑战。
在1898年,Oliver Lodge提出了球形偶极子、正方形偶极子、双锥极子、三角形偶极子甚至包括领结形偶形极子天线和单极天线的概念。后来随着短波通信发展的需求和宽带技术的进步,人们对这些天线进行了深入的研究。在设计超宽带天线使其结构简单、价格低廉、容易加工等特点的基础上,对领结形天线、单极天线、盘锥天线[2-3]等这些置于平板上的天线,通过调整天线缝隙和形状来实现超宽带。
超宽带天线[4]是与UWB技术共同发展的,是UWB系统的重要组成部分,超宽带天线的性能好坏直接影响UWB系统的功能。对超宽带天线的分类有多种分法,根据天线增益可分为低增益天线和高增益天线,根据天线的方向性可分为全向天线和定向天线等。虽然超宽带天线目前有了很大的发展,但是还远不能满足人们的需求,主要在于超宽带天线的设计还面临很大的挑战。随着微波集成电路的发展,超宽带天线的研究与应用也会更快地变为现实。目前,利用集成电路方式进行馈电,制作出超宽带平面槽天线等多种形式的超宽带天线,其特点是能产生对称波束,利用平衡超宽带馈电,具有超宽带特性。
HFSS功能简介
HFSS软件[5]由Ansoft公司开发,是三维电磁场仿真软件,它应用切向矢量有限元法,可求解任意三维射频、微波器件的电磁场分布,计算由于材料和辐射带来的损耗。可直接得到特征阻抗、传播系数、S参数及电磁场、辐射场、天线方向图等结果。广泛应用于天线、馈线、滤波器、功分器、光电器件、隔离器的设计和电磁兼容、电磁干扰、天线局部和互耦等问题的计算。
本文研究的内容及意义
本文采用Ansoft公司的电磁场高频仿真软件HFSS进行仿真设计,在常规盘锥天线设计的基础上,对盘锥天线的结构进行优化设计,在较