论文开题：微带贴片天线的仿真和优化

大学本科毕业论文(设计)开题报告
学院：信息科学与工程学院　　　　　　　　　　　　　专业班级：　09电子信息工程1班

课题名称 微带贴片天线的仿真和优化

1、本课题的研究目的和意义：

研究目的：
1）理解微带贴片天线的工作原理，并熟悉天线领域中的基本参数。
2）理解FDTD的基本原理，完成相应部分程序的编写。

研究意义:
微带贴片天线是一种使用贴片作为辐射元的天线,具有剖面低、体积小、重量轻、易于加工、便于获得圆极化等优点,并且非常有利于集成,在天线应用中占有非常重要的地位,目前已在空间电子学、生物电子学和常规天线领域获得了广泛的应用。因此，开展微带贴片天线的探索与实践研究有着十分重要的意义。此外通过对本课题进行研究，在对天线的工作原理进行深入理
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更高的频段,如亚毫米波段,应用于雷达和短程通信系统。
2）具有U形缝隙结构的宽带微带贴片天线
这种微带贴片天线在结构上采用具有U形缝隙的矩形贴片,贴片与接地板之间用空气或泡沫填充。其在结构上的特点就是非常简单,可以获得较小的天线尺寸。这种结构的微带天线由于贴片具有U形缝隙,缝隙边缘电流引入了附加谐振,同时,缝隙也引入了容抗,与探针的感抗相抵消,从而展宽了频带。
3）CPW反馈缝隙偶合宽带微带贴片天线
CPWFA具有两个技术优势:1、由于采用了CPW反馈,容易实现与有源或无源器件的串联或并联。2、用金属板同时作为CPW线的传导板和微带天线的辐射板,使天线的结构更为紧凑。实验表明,谐振频率为3.4GHz时,可获得大于30%的带宽和9dB的天线增益。
4）附加屑钉电阻(chip-resistor)的宽带微带贴片天线
这种新颖的微带贴片天线是应用了附加屑钉电阻的方法在较低的谐振频率下获得了较大的带宽。这种矩形微带贴片用探针或插入的微带线馈电,在贴片与接地板之间附加了一个屑钉电阻作为短路元件。由于芯片屑钉电阻的加入,不但可以展宽频带而且还大大减小了天线尺寸。
5）双频圆极化宽带微带贴片天线
这种新颖的圆极化微带天线可以工作在两个谐振频率,并且每个频率下都可得到较宽的频带。这种天线的结构由两层介质板、微带贴片及两条508的正交微带线组成。微带贴片是两个相同半径的圆形贴片相交的公共部分。两个端口分别用两条正交的微带线反馈,可使在端口处能量获得正交偶合,两个端口获得很好的分离而避免了串音。当这种双频微带天线工作在2.635GHz和3.05GHz两个谐振频率时,VSWR=2带宽分别为3%和5.3%,比一般的圆极化微带天线的带宽要大。

3、 本课题的主要研究内容（提纲）和成果形式：

研究内容：
1. 编写相应的天线计算程序，了解初步的天线原理。
2. 通过近场数据完成到远场特性的外推，完成天线方向图的绘制。
3. 计算出某型号微带贴片天线的辐射方向图，并完成数据对比。。
成果形式：
1）软件：通过MATLAB编程，实现对微带贴片天线功能的仿真和性能的优化并得到一系列动态模拟图。
2）论文：提交有关微带贴片天线的设计与优化及相关评价的论文。　　　


4、拟解决的关键问题：

1）微带贴片天线分析是为了预测天线的近场特性及辐射特性，所以需求解天线在周围空间建立的电磁场，并通过近场数据完成到远场特性的外推。
2）微带贴片天线以其相对效率高、分析方法成熟而得到广泛的应用，但由于这种天线的带宽较窄，使其应用领域受到限制。故我们需要考虑采用怎样结构的天线来展宽微带贴片天线的阻抗频带，同时使其向小型化、结构简单化方向发展。
3）如何用高效简洁的MATLAB程序实现相应的功能，达到预期的效果。

5、研究思路、方法和步骤：
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