論文開題：微帶貼片天線的仿真和優(yōu)化

大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開題報(bào)告
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課題名稱 微帶貼片天線的仿真和優(yōu)化

1、本課題的研究目的和意義：

研究目的：
1）理解微帶貼片天線的工作原理，并熟悉天線領(lǐng)域中的基本參數(shù)。
2）理解FDTD的基本原理，完成相應(yīng)部分程序的編寫。

研究意義:
微帶貼片天線是一種使用貼片作為輻射元的天線,具有剖面低、體積小、重量輕、易于加工、便于獲得圓極化等優(yōu)點(diǎn),并且非常有利于集成,在天線應(yīng)用中占有非常重要的地位,目前已在空間電子學(xué)、生物電子學(xué)和常規(guī)天線領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。因此，開展微帶貼片天線的探索與實(shí)踐研究有著十分重要的意義。此外通過對本課題進(jìn)行研究，在對天線的工作原理進(jìn)行深入理
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更高的頻段,如亞毫米波段,應(yīng)用于雷達(dá)和短程通信系統(tǒng)。
2）具有U形縫隙結(jié)構(gòu)的寬帶微帶貼片天線
這種微帶貼片天線在結(jié)構(gòu)上采用具有U形縫隙的矩形貼片,貼片與接地板之間用空氣或泡沫填充。其在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)就是非常簡單,可以獲得較小的天線尺寸。這種結(jié)構(gòu)的微帶天線由于貼片具有U形縫隙,縫隙邊緣電流引入了附加諧振,同時,縫隙也引入了容抗,與探針的感抗相抵消,從而展寬了頻帶。
3）CPW反饋縫隙偶合寬帶微帶貼片天線
CPWFA具有兩個技術(shù)優(yōu)勢:1、由于采用了CPW反饋,容易實(shí)現(xiàn)與有源或無源器件的串聯(lián)或并聯(lián)。2、用金屬板同時作為CPW線的傳導(dǎo)板和微帶天線的輻射板,使天線的結(jié)構(gòu)更為緊湊。實(shí)驗(yàn)表明,諧振頻率為3.4GHz時,可獲得大于30%的帶寬和9dB的天線增益。
4）附加屑釘電阻(chip-resistor)的寬帶微帶貼片天線
這種新穎的微帶貼片天線是應(yīng)用了附加屑釘電阻的方法在較低的諧振頻率下獲得了較大的帶寬。這種矩形微帶貼片用探針或插入的微帶線饋電,在貼片與接地板之間附加了一個屑釘電阻作為短路元件。由于芯片屑釘電阻的加入,不但可以展寬頻帶而且還大大減小了天線尺寸。
5）雙頻圓極化寬帶微帶貼片天線
這種新穎的圓極化微帶天線可以工作在兩個諧振頻率,并且每個頻率下都可得到較寬的頻帶。這種天線的結(jié)構(gòu)由兩層介質(zhì)板、微帶貼片及兩條508的正交微帶線組成。微帶貼片是兩個相同半徑的圓形貼片相交的公共部分。兩個端口分別用兩條正交的微帶線反饋,可使在端口處能量獲得正交偶合,兩個端口獲得很好的分離而避免了串音。當(dāng)這種雙頻微帶天線工作在2.635GHz和3.05GHz兩個諧振頻率時,VSWR=2帶寬分別為3%和5.3%,比一般的圓極化微帶天線的帶寬要大。

3、 本課題的主要研究內(nèi)容（提綱）和成果形式：

研究內(nèi)容：
1. 編寫相應(yīng)的天線計(jì)算程序，了解初步的天線原理。
2. 通過近場數(shù)據(jù)完成到遠(yuǎn)場特性的外推，完成天線方向圖的繪制。
3. 計(jì)算出某型號微帶貼片天線的輻射方向圖，并完成數(shù)據(jù)對比。。
成果形式：
1）軟件：通過MATLAB編程，實(shí)現(xiàn)對微帶貼片天線功能的仿真和性能的優(yōu)化并得到一系列動態(tài)模擬圖。
2）論文：提交有關(guān)微帶貼片天線的設(shè)計(jì)與優(yōu)化及相關(guān)評價(jià)的論文。　　　


4、擬解決的關(guān)鍵問題：

1）微帶貼片天線分析是為了預(yù)測天線的近場特性及輻射特性，所以需求解天線在周圍空間建立的電磁場，并通過近場數(shù)據(jù)完成到遠(yuǎn)場特性的外推。
2）微帶貼片天線以其相對效率高、分析方法成熟而得到廣泛的應(yīng)用，但由于這種天線的帶寬較窄，使其應(yīng)用領(lǐng)域受到限制。故我們需要考慮采用怎樣結(jié)構(gòu)的天線來展寬微帶貼片天線的阻抗頻帶，同時使其向小型化、結(jié)構(gòu)簡單化方向發(fā)展。
3）如何用高效簡潔的MATLAB程序?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的功能，達(dá)到預(yù)期的效果。

5、研究思路、方法和步驟：
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