論文開題：微帶貼片天線的仿真和優(yōu)化

大學本科畢業(yè)論文(設計)開題報告
學院：信息科學與工程學院　　　　　　　　　　　　　專業(yè)班級：　09電子信息工程1班

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,并且非常有利于集成,在天線應用中占有非常重要的地位,目前已在空間電子學、生物電子學和常規(guī)天線領(lǐng)域獲得了廣泛的應用。因此，開展微帶貼片天線的探索與實踐研究有著十分重要的意義。此外通過對本課題進行研究，在對天線的工作原理進行深入理
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更高的頻段,如亞毫米波段,應用于雷達和短程通信系統(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線的傳導板和微帶天線的輻射板,使天線的結(jié)構(gòu)更為緊湊。實驗表明,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. 編寫相應的天線計算程序，了解初步的天線原理。
2. 通過近場數(shù)據(jù)完成到遠場特性的外推，完成天線方向圖的繪制。
3. 計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)微帶貼片天線的設計與優(yōu)化及相關(guān)評價的論文。　　　


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用，但由于這種天線的帶寬較窄，使其應用領(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)相應的功能，達到預期的效果。

5、研究思路、方法和步驟：
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