开题报告-圆贴片阵列天线的设计.docVIP

一、选题的依据及意义 自从20世纪70年代中期微带天线理论得到很大发展以来，由于微带天线体积小、重量轻、馈电方式灵活、成本低、易于与目标共形等优点而深受人们亲睐，在雷达、移动通信、卫星通信、全球卫星定位系统(GPS)等领域得到广泛的应用。天线，在任何无线电系统组成中，都是必不可少的组件。简单地说，天线是一种导行波与自由空间波之间的转换器件或换能器，完成空间波和传输线导行波之间的相互转换。天线的基本功能是实现辐射或接收无线电波，分别称为发射天线或接收天线。圆极化作为微带天线理论和技术应用的一个重要分支,被广泛的运用于雷达、导航、卫星等电子系统中。由于其特性,使得收发天线间有很强的角度位置定位灵活性，并且能减小信号的多路径干扰和其他的一些影响。此外，宽带通信具有通信容量大、必威体育官网网址性好、抗多径干扰能力强等许多优点，是21世纪通信系统的发展方向，从而对通信设备的宽带化也提出了越来越高的要求。其中宽带天线就是无线通信系统所要研究的一个重要部分。本论文主要针对无线通信中的圆极化微带天线设计、分析与应用技术进行了研究与探索。 射频识别（RFID）技术，最近比较热门，在各种应用中的注意事项，如货物的跟踪，供应链管理和零售库的应用。相比于条码，RFID自动的无线数据接入系统可以减少资源，对于那些应用成本和人力。为了解决各种要求更好的识别性能，许多种类的RFID系统迅速出现。低频（LF，125-134千赫）、高频（HF，13.56 MHz）的RFID系统与感应短程应用通过标签和读写器天线间的耦合磁场。超高频（UHF，860-960兆赫和2.4 GHz）的RFID系统可以更好地提供远程利用电磁波耦合的检测标签和读写器天线之间的。然而，一些UHF RFID的近距离通信（NFC）系统读取多个标签已经成为一个很有前途的解决方案的项目水平标注，如销售点（POS）和智能书架。然而，传统的阅读器天线用于远场读书不可在近场区执行。 此外，紧密堆积或排列在一起的标签，标签的性能会下降显着由于严重的相互耦合，其中。不同的电感耦合的磁领域，和读者之间的电容耦合标签天线需要较强的电领域获得更好的近读。4×4阵列配置研究聚焦辐射光束在近场区的一个小地方。然而，较低的聚焦性能的阵列设计预计，由于较高的电介质和导体损失。这是因为复杂的馈电网络和阵列元素中使用的阵列结构。同时，这些设计太大，在近区有较强的电域。一个这些问题可能的解决方案是建立一个数组天线系统，利用一个简单的馈电网络数组元素少。因此，可以减少损失和在近区电场强度可提高这样的阵列设计。 二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述） 关于实际微带天线最早的工作是由美国的J.Q.Howell和R.E.Munson完成的。1973年，R.E.Munson提出了一种微带天线单元的设计。1974年，J.Q.Howell对基本的微带贴片天线（矩形和圆形）进行了研究和设计[1]。从20世纪80年代开始，微带天线理论以及应用的深度和广度有了长足的发展，并逐渐趋于成熟。 近几年来，人们研究和设计了许多改进型的微带天线，如在微带贴片和接地金属板间加入一根很细的金属连接针，或在介质板或接地板上蚀刻出周期性结构从而产生出电磁带隙等等[2]。时至今日，微带阵列天线己取得了长足的发展，在军用和民用方面都有着大量的运用，包括卫星通信、雷达、遥感测控、多种武器引信、环境检测和医用的微波辐射计等等[3]。 微带天线随着应用领域的快速扩展而开始被广泛的研究和使用。其中许多学者和工程师对微带天线的双频,多频操作进行了大量的研究应用[4]。早期发展的结构为堆叠式与共平面式的结构，之后随着频率比，极化要求以及整体天线体积上的要求，并配合不同的馈入方式而有各种不同设计结构出现。例如有使用多个寄生元件或两个独立辐射元件的结构，有利用单一馈源或同时使用两个独立馈源在不同位置的设计，也有利用植入电抗性负载的设计，这些电抗性负载广义而言包括短路同轴微带，嵌入的微带线，短路棒，变容二极管，槽孔等等[5]。在解决微带天线窄频带特性的问题上，各种设计不断推陈出新，所利用的方法也不断被开发并互相结合。第二次世界大战期间出现了雷达，大大促进了微波技术的发展。为了迅速捕捉目标，研制出了波束扫描天线，利用金属波导 介质波导研制出波导缝隙天线和介质棒天线以及由它们组成的天线阵[6]。在面天线基本理论 面，建立了几何光学法，物理光学法和口径场法等理论[7]。当时，由于战时的迫切需要，天线的理论还不够完善[8]。天线的实验研究成了研制新型天线的重要手段，建立了测试条件和误差 分析等概念，提出了现场测量和模型测量等方法。在面天线有较大发展的同时，线天线理论和技术也有所发展，如阵列天线的综合方法等。 21世纪的今天，伴随科学技术的发展，微型集成电路技术进步也是飞快， RFID阅读器也得