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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,,*,微帶天線理論與技術(shù),南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線理論與技術(shù)南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室微帶天線理論與,內(nèi)容提要,?,1,微帶天線基本理論,*,#,（,8,學(xué)時）,?,2,微帶天線的元技術(shù),（,8,學(xué)時）,?,3,有效利用商用軟件進(jìn)行微帶天線的設(shè)計(jì),*,#,（,8,學(xué)時）,?,4,微帶陣列天線,#,（,8,學(xué)時）,?,5,微帶天線近場測量與近場診斷,★（,6,學(xué)時）,?,6,微帶天線制造技術(shù),（,4,學(xué)時）,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,內(nèi)容提要?1 微
2、帶天線基本理論*#（8學(xué)時）?2微帶天線的元,教材,教材：,?,方大綱著，天線理論與微帶天線，科學(xué)出版社，,2006,年,?,鐘順時著，,微帶天線理論與應(yīng)用，,西安電子科技大學(xué)出版社，,1991,年,參考資料：,1.,張鈞著，微帶天線理論與工程，國防工業(yè)出版社，,1988,年,2. (,加,),鮑爾,,I.J., (,加,),布哈蒂亞,,P.,著，微帶天線，電子工業(yè)出版社，,1984,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,教材教材：?方大綱著，天線理論與微帶天線，科學(xué)出版社，200,緒論,通信的目的是傳遞信息,,,根據(jù)傳遞信息的途徑不同,,,可將通信系,統(tǒng)大致分為兩大類,:,一類是
3、在相互聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)中用各種傳輸線來傳遞信息,,,即,所謂的有線通信,,,如電話、計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)等有線通信系統(tǒng),;,另一類是依靠電磁輻射通過無線電波來傳遞信息,,,即所謂,的無線通信,,,如電視、,廣播、,雷達(dá)、,導(dǎo)航、衛(wèi)星等無線,通信系統(tǒng)。,無線通信系統(tǒng)中,,,將來自發(fā)射機(jī)的導(dǎo)波能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊o線電波,,,或,者將無線電波轉(zhuǎn)換為導(dǎo)波能量,,,用來輻射和接收無線電波的裝臵,稱為,天線,。,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,緒論通信的目的是傳遞信息, 根據(jù)傳遞信息的途徑不同, 可將通,天線的發(fā)展,赫茲,馬可尼,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,天線的發(fā)展赫茲馬可尼南京理工大
4、學(xué)毫米波技術(shù)研究室微帶天線理論,微帶天線的發(fā)展,利用微帶線的輻射來制成微帶微波天線的概念最早由德尚,(G.A.Deschamps),教授在,1953,年提出,[1],，在,1955,年由法國,Gutton[2],和,Baissinot[3],發(fā)表了專利。微帶天線是一種隨系統(tǒng)對天線的要求,而發(fā)展起來的典型的低剖面、平板結(jié)構(gòu)的天線，但是因?yàn)闆]有較,好的微波介質(zhì)材料，所以在隨后的近,20,年里對此只有零星的研究，,當(dāng)時人們只是把微帶結(jié)構(gòu)作為波導(dǎo)元器件的一種小、薄、輕又低,廉的替代品。,70,年代期間，由于獲得了具有低損耗正切特性和有,吸引力的熱特性及機(jī)械特性的良好基片，改進(jìn)的照相平板印刷技,術(shù)和更好
5、的理論模型，使微帶天線取得突破性進(jìn)展。最早的微帶,天線是,Howell,和,Munson,在二十世紀(jì)七十年代初期研制成的。之后，,世界各國的研究人員對微帶天線的貼片形狀、饋電技術(shù)、基板構(gòu),造和陣列排列等方面作了大量的研究，微帶天線無論在理論與應(yīng),用的深度上和廣度上都獲得了進(jìn)一步的發(fā)展。,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線的發(fā)展利用微帶線的輻射來制成微帶微波天線的概念最早由,微帶天線的優(yōu)點(diǎn),南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線的優(yōu)點(diǎn)南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線的優(yōu)缺點(diǎn),微帶天線以其重量輕、體積小、成本低、共形結(jié)構(gòu)、以及與集
6、,成電路兼容等優(yōu)點(diǎn)，成為天線家族中充滿生命力的一個分支，,最適宜于航空和車載應(yīng)用。如今，這種新型天線技術(shù)已日趨成,熟，其應(yīng)用正在與日俱增。,早期微帶天線具有頻帶窄、極化純度差、寄生饋電輻射大、功,率容量有限等不足。因此微帶天線的大部分研究工作都是為了,克服這些缺點(diǎn)，以便滿足系統(tǒng)對天線愈來愈苛刻的要求。這些,工作所取得的進(jìn)展使得微帶天線的發(fā)展和應(yīng)用前景變得更為廣,闊。,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線的優(yōu)缺點(diǎn)微帶天線以其重量輕、體積小、成本低、共形結(jié)構(gòu),微帶天線的性能定義,a,）工作頻段：,XXXX MHz,～,XXXXMHz,；,b,）口徑尺寸：,XX mm * XX
7、 mm,c,）水平面方向（陣面法線方向）：,波束寬度：≥,5.5,°,；,副瓣電平：≤,-18dB,；,d,）垂直面方向：,波束寬度：≥,30,°,；,e,）天線增益（陣面法線方向）：,≥,19dB,；,f,）極化方向：垂直；,g,）駐波比：,≤,1.8,；,h,）波束覆蓋范圍：,±,20,°,。,輻射特性,極化特性,阻抗特性,掃描特性,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線的性能定義a）工作頻段：XXXX MHz～XXXXM,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線的結(jié)構(gòu),南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶
8、天線理論與應(yīng)用,微帶天線的結(jié)構(gòu)南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線的結(jié)構(gòu),A.,貼片型,B.,振子型,C.,微帶線型,D….,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線的結(jié)構(gòu)A.貼片型B.振子型C.微帶線型D….南京理工,微帶天線的工作原理,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線的工作原理南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室微帶天線理論與,微帶天線的工作原理,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線的工作原理南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室微帶天線理論與,微帶天線的分析方法,傳輸線模型,腔模型,分析,有限差分,+,匹配邊界,(,理想
9、匹配等效,),積分方程,矩量法,有限元,方法,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線的分析方法傳輸線模型腔模型分析有限差分+匹配邊界(理,微帶線的特性,微帶線是一種開放的線路。,它的場空間是由兩個不同介,電常數(shù)的區(qū)域構(gòu)成。我們知,道，只有填充均勻媒質(zhì)的傳,輸線才能傳輸單一的純橫向,場（,TEM,）?，F(xiàn)在存在空氣,與介質(zhì)分界面，存在著混合,模，只有當(dāng)基片厚度遠(yuǎn)小于,工作波長時，能量大部分都,集中在導(dǎo)體帶下面的介質(zhì)基,片內(nèi)時，稱為準(zhǔn),TEM,模。,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶線的特性微帶線是一種開放的線路。它的場空間是由兩個不同介,微帶線的特性,當(dāng)頻率
10、較高時，微帶寬度,W,和高度,h,與波長可相比擬時，微,帶中可能出現(xiàn)波導(dǎo)型橫向諧振模。最低模為,TE,10,微帶中還存在著表面波，最低次,TM,型表面波的截止頻率無,下限，而最低次,TE,型表面波的截止波長為,上述的波導(dǎo)模和表面波模稱為微帶的高次模。為抑制高次模,的出現(xiàn)。微帶尺寸的選擇需要滿足以下的條件,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶線的特性當(dāng)頻率較高時，微帶寬度W和高度h與波長可相比擬時,微帶天線的傳輸線模型,該模型將矩形微帶貼片看成沿橫向,L,沒化變化的傳輸線諧振,器。場沿縱向呈駐波變化，輻射由兩開路端的邊緣場產(chǎn)生,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,
11、微帶天線的傳輸線模型該模型將矩形微帶貼片看成沿橫向L沒化變化,微帶天線的空腔模型,該理論基于薄微帶天線的假設(shè)，而將微帶貼片與接地板之間的空,間看成是四周為磁壁、上下為電壁的諧振空腔。天線輻射場由空,腔四周的等效磁流來得出，天線輸入阻抗可根據(jù)空腔內(nèi)場和饋源,的邊界條件來求得。,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線的空腔模型該理論基于薄微帶天線的假設(shè)，而將微帶貼片與,微帶天線的空腔模型,(1)TM,mn,模的磁流沿,X,方向有,m,個,零點(diǎn)，沿,Y,方向有,n,個零點(diǎn)。,(2),兩個相鄰零點(diǎn)的間隔為,λ,m,/2,。,(3),每經(jīng)過一個零點(diǎn)，,M,s,便改變方,向,(4),貼
12、片四角處,M,S,為最大值,(5)Ms,沿周邊的分布是連續(xù)的，,按正弦分布或均勻分布。,(0,1), (1,0),(0,2n+1),和,(2m+1,0),在,邊射方向形成最大值，而,(0,2),,(2,0), (0,2n),和,(2m,0),等模在邊射方,向形成零點(diǎn)。,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線的空腔模型(1)TMmn模的磁流沿X方向有m個零點(diǎn)，,微帶天線的空腔模型,用磁流模型和用電流模型,進(jìn)行分析方向圖的差別。,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線的空腔模型用磁流模型和用電流模型進(jìn)行分析方向圖的差別,微帶天線的空腔模型,-,輸入阻抗,南京
13、理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線的空腔模型-輸入阻抗南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室微帶,微帶天線的空腔模型,-,等效電路,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線的空腔模型-等效電路南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室微帶,微帶天線的空腔模型,-,帶寬、效率和方向系數(shù),南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線的空腔模型-帶寬、效率和方向系數(shù)南京理工大學(xué)毫米波技,微帶天線的設(shè)計(jì)過程,1,、選擇基片,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線的設(shè)計(jì)過程1、選擇基片南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室微,微帶天線的設(shè)計(jì)過程,2,、初步估算微帶天
14、線的值,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線的設(shè)計(jì)過程2、初步估算微帶天線的值南京理工大學(xué)毫米波,微帶天線的設(shè)計(jì)過程,3,、確定饋電方式,需要同軸饋電還是微帶饋電,4,、饋電與微帶貼片之間的阻抗匹配,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線的設(shè)計(jì)過程3、確定饋電方式需要同軸饋電還是微帶饋電4,微帶天線的設(shè)計(jì)實(shí)例,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線的設(shè)計(jì)實(shí)例南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室微帶天線理論與,微帶天線的設(shè)計(jì)實(shí)例,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線的設(shè)計(jì)實(shí)例南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室微帶天線理論與,微
15、帶天線饋電技術(shù),在微帶天線的設(shè)計(jì)中，選擇合適的饋電方式,[1],，對,實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的天線性能至關(guān)重要。對微帶天線進(jìn)行,饋電的兩種基本方式是：（,1,）用微帶線饋電；（,2,）,用同軸線饋電。若按饋電技術(shù)分類，可概括為,4,種,基本技術(shù)，包括邊沿饋電、探針饋電、口徑耦合及,臨近耦合。,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線饋電技術(shù)在微帶天線的設(shè)計(jì)中，選擇合適的饋電方式[1],微帶天線饋電技術(shù),-,微帶饋電,邊沿饋電技術(shù)是微帶貼片天線最,早的一種激勵方法。一般情況下，,微帶饋線與貼片的一條輻射邊接,觸，它具有其他的饋電技術(shù)不具,有的幾個優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)轲侂妴卧?貼片可以蝕刻在同一塊板
16、上，故,一個主要優(yōu)點(diǎn)是制造工藝簡單，,因此大多數(shù)平面陣都采用邊饋技,術(shù)。這種方式很容易控制輸入阻,抗水平；通過簡單的將饋線插入,貼片導(dǎo)體，貼片的輻射邊時，諧,振阻抗可以調(diào)諧為高達(dá),150~200,Ω,，,而當(dāng)接觸點(diǎn)位于貼片的中心時下,降為只有幾個歐姆。,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線饋電技術(shù)-微帶饋電邊沿饋電技術(shù)是微帶貼片天線最早的一,微帶天線饋電技術(shù),-,同軸饋電,探針饋電貼片具有幾個重要的優(yōu),點(diǎn)。第一，饋電網(wǎng)絡(luò)通過一個接,地面與輻射部分分離，這個特性,使得它可以分別對每一層進(jìn)行優(yōu),化；第二，在所有的激勵方法中，,探針饋電有可能是最有效的，因,為饋電機(jī)制直接與天線
17、接觸，并,且饋電網(wǎng)絡(luò)的大部分與貼片隔離，,從而使虛假輻射最小。雖然探針,饋電方式在連接方面比較復(fù)雜，,但是其高效性仍然使它應(yīng)用廣泛。,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線饋電技術(shù)-同軸饋電探針饋電貼片具有幾個重要的優(yōu)點(diǎn)。第,微帶天線饋電技術(shù),-,耦合饋電,臨近耦合貼片的關(guān)鍵特性在于它,的耦合機(jī)制在本質(zhì)上是電容性的，,這與直接接觸法相反，后者主要,是感性的，耦合機(jī)制的差異顯著,的影響了可以獲得的阻抗帶寬，,因?yàn)檫咅伜吞结橉侂妿缀谓Y(jié)構(gòu)的,感性耦合限制了可使用材料的厚,度。因此，本質(zhì)上臨近耦合貼片,的帶寬寬于直接接觸饋電貼片。,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,
18、微帶天線饋電技術(shù)-耦合饋電臨近耦合貼片的關(guān)鍵特性在于它的耦合,微帶天線饋電技術(shù),-,口徑耦合,疊層之間通過接地面分開，饋線與,貼片天線之間通過接地面上的窄縫進(jìn),行藕合。與直接接觸式相比優(yōu)點(diǎn),:,與邊,饋貼片天線不同，它可以對饋線和基,板進(jìn)行優(yōu)化；與探針貼片相比，它不,需要垂直互聯(lián)，從而簡化了制造工藝,但同時保持了印制電路技術(shù)的共形特,性。然而由于需要多層制造工藝，各,層之間的對齊定位非常重要。多層天,線還會產(chǎn)生其他問題，介質(zhì)間存在的,間隙將顯著改變天線的輸入阻抗特性,，特別是在高頻時間隙的阻抗特性較,大。疊層之間的粘合材料對天線的作,用也至關(guān)重要。,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與
19、應(yīng)用,微帶天線饋電技術(shù)-口徑耦合疊層之間通過接地面分開，饋線與貼片,微帶天線元技術(shù),?,1,圓極化技術(shù),?,2,寬頻帶技術(shù),?,3,多頻帶技術(shù),?,4,可重構(gòu)技術(shù),南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線元技術(shù)?1 圓極化技術(shù)?2寬頻帶技術(shù)?3 多頻帶技術(shù),微帶天線圓極化技術(shù),?,1,圓極化波是一個等幅的瞬時旋轉(zhuǎn)場,?,2,一個圓極化波可以分解為兩個在空間上和時間,上均正交的等幅線極化波。,?,3,任意極化波可分解為兩個旋向相反的圓極化波,?,4,左旋和右旋圓極化極化隔離,?,5,圓極化波入射到對稱目標(biāo)，反射波變?yōu)榉葱?的,?,6,一般用軸比來衡量,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研
20、究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線圓極化技術(shù)?1 圓極化波是一個等幅的瞬時旋轉(zhuǎn)場?2,微帶天線圓極化技術(shù),-,單饋點(diǎn),單,饋點(diǎn)圓,極化微,帶,天線無,需任何,外,加的相,移網(wǎng)絡(luò),和,功率分,配器就,能,實(shí)現(xiàn)圓,極化輻,射。,要,同,時,激,勵,起,TM,01,和,TM,10,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線圓極化技術(shù)-單饋點(diǎn)單饋點(diǎn)圓極化微帶天線無需任何外加的,微帶天線圓極化技術(shù),-,單饋點(diǎn),南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線圓極化技術(shù)-單饋點(diǎn)南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室微帶天,微帶天線圓極化技術(shù),-,單饋點(diǎn),南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天
21、線理論與應(yīng)用,微帶天線圓極化技術(shù)-單饋點(diǎn)南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室微帶天,微帶天線圓極化技術(shù),-,多饋點(diǎn),可,利用兩,個饋電,點(diǎn),來饋電,微帶貼,片,，以激,勵一對,極,化正交,的簡并,模,。,由饋,電網(wǎng)絡(luò),來,保證圓,極化工,作,條件,，,即,二,模,振,幅相等,、,相,移,90,度。,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線圓極化技術(shù)-多饋點(diǎn)可利用兩個饋電點(diǎn)來饋電微帶貼片，以,微帶天線圓極化技術(shù),-,多饋點(diǎn),南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線圓極化技術(shù)-多饋點(diǎn)南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室微帶天,微帶天線圓極化技術(shù),-,多饋點(diǎn),南京理工大學(xué)毫米波技
22、術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線圓極化技術(shù)-多饋點(diǎn)南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室微帶天,微帶天線圓極化技術(shù),-,多元圓極化,饋電相位分別為,0,，,90,，,180,，,270,，振,幅也相同。,饋電位臵要正確,選擇，以使,180,和,270,單元分別與,0,和,90,單元在軸向輻,射同相的相同極,化分量。,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線圓極化技術(shù)-多元圓極化饋電相位分別為0，90，180,微帶天線圓極化技術(shù),-,多元圓極化,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線圓極化技術(shù)-多元圓極化南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室微,微帶天線圓極化技術(shù),-,測
23、量,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線圓極化技術(shù)-測量南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室微帶天線,微帶天線寬頻帶技術(shù),?,降低等效諧振電路,Q,值：增大,h,,降低介電常數(shù),?,修改等效電路：附加寄生貼片，采用電磁耦合饋,電等,?,附加阻抗匹配網(wǎng)絡(luò),?,其它途徑,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線寬頻帶技術(shù)?降低等效諧振電路Q值：增大h,降低介電常,微帶天線寬頻帶技術(shù),-,基本途徑,?,降低等效諧振電路,Q,值：增大,h,,降低介電常數(shù),?,加厚基片是展寬微帶天線頻帶的有效手段，但基,片過厚會引起表面波的明顯激勵。,?,降低介電常數(shù)的潛力有限，其最小值
24、為,1,，即采,用空氣介質(zhì)。,?,一個不常用但卻是非常簡單的降低,Q,值方法是采,用大損耗基片或附加有耗材料，例如用鐵氧體材,料作基片，可使頻帶明顯展寬,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線寬頻帶技術(shù)-基本途徑?降低等效諧振電路Q值：增大h,,微帶天線寬頻帶技術(shù),-,基本途徑,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線寬頻帶技術(shù)-基本途徑南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室微帶,微帶天線寬頻帶技術(shù),-,修改等效電路,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線寬頻帶技術(shù)-修改等效電路南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線寬頻帶技術(shù),-,修改等效電路,
25、南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線寬頻帶技術(shù)-修改等效電路南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線寬頻帶技術(shù),-,修改等效電路,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線寬頻帶技術(shù)-修改等效電路南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線寬頻帶技術(shù),-,修改等效電路,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線寬頻帶技術(shù)-修改等效電路南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線寬頻帶技術(shù),-,附加阻抗匹配網(wǎng)絡(luò),南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線寬頻帶技術(shù)-附加阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研,微帶天線寬頻帶技術(shù),-,附加阻抗匹
26、配網(wǎng)絡(luò),南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線寬頻帶技術(shù)-附加阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研,微帶天線寬頻帶技術(shù),-,其它途徑,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線寬頻帶技術(shù)-其它途徑南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室微帶,微帶天線多頻段技術(shù),?,多片法,多片法利用諧振頻率不同的多個貼片來工作，通,常是將較小的貼片疊在較大的貼片上。,?,單片法,只用一個貼片，而利用不同模式同時工作，或利,用加載,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線多頻段技術(shù)?多片法多片法利用諧振頻率不同的多個貼片來,微帶天線多頻段技術(shù),-,多片法,南京理工大學(xué)毫
27、米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線多頻段技術(shù)-多片法南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室微帶天,微帶天線多頻段技術(shù),-,多片法,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線多頻段技術(shù)-多片法南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室微帶天,微帶天線多頻段技術(shù),-,單片法,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線多頻段技術(shù)-單片法南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室微帶天,微帶天線多頻段技術(shù),-,加載單片法,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線多頻段技術(shù)-加載單片法南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室微,微帶天線可重構(gòu)技術(shù),為了克服天線對整個通信系統(tǒng)發(fā)展的制約，人們希望
28、能夠,用一個天線來實(shí)現(xiàn)多個天線的功能。采用同一個天線，通,過動態(tài)改變其物理結(jié)構(gòu)或尺寸，使其具有多個天線的功能，,相當(dāng)于多個天線共用一個物理口徑。這樣有利于降低通信,系統(tǒng)的整體成本、減輕重量、減小雷達(dá)散射截面，而且可,以避免存在于多個天線之間的電磁兼容問題?！翱芍貥?gòu)天,線”的概念正是在這一背景下提出，并獲得了發(fā)展?？芍?構(gòu)天線的研究旨在使天線能根據(jù)實(shí)際需要實(shí)時重構(gòu)天線特,性。,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線可重構(gòu)技術(shù)為了克服天線對整個通信系統(tǒng)發(fā)展的制約，人們,微帶天線可重構(gòu)技術(shù),?,頻率可重構(gòu),?,方向圖可重構(gòu),?,頻率、方向圖均可重構(gòu),南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,
29、微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線可重構(gòu)技術(shù)?頻率可重構(gòu)?方向圖可重構(gòu)?頻率、方向圖均,微帶天線可重構(gòu)技術(shù),南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線可重構(gòu)技術(shù)南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室微帶天線理論與,微帶天線可重構(gòu)技術(shù),南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線可重構(gòu)技術(shù)南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室微帶天線理論與,微帶天線可重構(gòu)技術(shù),南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,微帶天線可重構(gòu)技術(shù)南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室微帶天線理論與,MEMS,?,Micro-Electro-Mechanical,Systems,簡稱,MEMS,，,這種技術(shù)可以在普通硅片
30、上集成機(jī)械部件、,傳感器、激勵裝臵和電子元件。與傳統(tǒng)集成,電路,(IC),制造工藝相類似，,MEMS,采用一種稱,作“顯微機(jī)械加工”的技術(shù)，在硅片上蝕刻,或添加結(jié)構(gòu)層，從而制成這種稱為,MEMS,的,器件。,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,MEMS?Micro-Electro-MechanicalS,MEMS,?,MEMS,技術(shù)是一場技術(shù)的革命，它可以將一個系,統(tǒng)制作在硅片上，使體積、功耗、制作成本呈指,數(shù),次,方,的,減,小,，,同,時,隨,著,技,術(shù),的,不,斷,成,熟,，,MEMS,由于其高集成度可靠性也會超過傳統(tǒng)的設(shè),備。,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與
31、應(yīng)用,MEMS?MEMS技術(shù)是一場技術(shù)的革命，它可以將一個系統(tǒng)制作,MEMS,?,MEMS,的出現(xiàn)是一個里程碑，它使得很多以前并,不相關(guān)的學(xué)科走到一起，而且隨著,MEMS,技術(shù)的,不斷完善，,MEMS,的應(yīng)用前景將會是十分廣泛的,。目前,MEMS,技術(shù)有三大主要應(yīng)用領(lǐng)域：,1.,生物技術(shù),2.,加速度計(jì),3.,通信領(lǐng)域,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,MEMS?MEMS的出現(xiàn)是一個里程碑，它使得很多以前并不相關(guān),MEMS,?,這種,RF-MEMS,開關(guān)與傳統(tǒng)的,PIN,管或場效應(yīng)管相,比具有很多優(yōu)點(diǎn)。主要表現(xiàn)在：第一，這種接觸,式開關(guān)具有很小的分布參數(shù)因而傳輸損耗比較小,；第
32、二，這種結(jié)構(gòu)的開關(guān)沒有半導(dǎo)體器件所固有,的電流－電壓非線性特性，減小了傳輸失真；第,三，帶寬很寬；第四，能與普通的,MMIC,電路集成,；第五，控制所用的功耗小。目前也存在一些不,足，主要是開關(guān)速度慢（,MEMS,開關(guān)是微秒級而,GaAsFET,是納秒極）；存在“粘滯”現(xiàn)象,(Stiction),，這是元件某些部分由于物理上的緊密接觸而相,互粘連在一起，并不自行分開而使器件失效。,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,MEMS?這種RF-MEMS開關(guān)與傳統(tǒng)的PIN管或場效應(yīng)管相,MEMS,?,當(dāng)開關(guān)處于“,off”,狀態(tài)，即金屬層處于自由懸,臵狀態(tài)，信號可以以很低的插入損耗通過介質(zhì)
33、,層上的金屬圖,(a),；當(dāng)開關(guān)處于“,on,狀態(tài)，即在,金屬膜和電極間加上直流電壓，此時懸臵的金,屬膜由于靜電力的作用被吸附，通過絕緣層與,電極相接觸，此時射頻信號會被反射圖,(b),。,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,MEMS?當(dāng)開關(guān)處于“off”狀態(tài)，即金屬層處于自由懸臵狀態(tài),介質(zhì)覆蓋效應(yīng),在微帶天線應(yīng)用中，考慮到對環(huán)境防護(hù)的需要或某種性能的需要，往往要加介質(zhì),覆蓋。諧振頻率隨覆蓋層厚度的增加呈單調(diào)降低，隨覆蓋層的厚度增加，駐波比,先減小而后增大，而微帶天線帶寬則隨覆蓋層厚度并無明顯變化。,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,介質(zhì)覆蓋效應(yīng)在微帶天線應(yīng)用中，考慮到對環(huán)境防護(hù)的需要或某種性,介質(zhì)覆蓋效應(yīng),覆蓋介質(zhì)層導(dǎo)致天線方向圖、輻射效率和增益的變化。,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,介質(zhì)覆蓋效應(yīng)覆蓋介質(zhì)層導(dǎo)致天線方向圖、輻射效率和增益的變化。,介質(zhì)覆蓋效應(yīng),覆蓋介質(zhì)層導(dǎo)致天線輻射效率提高。,南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,介質(zhì)覆蓋效應(yīng)覆蓋介質(zhì)層導(dǎo)致天線輻射效率提高。南京理工大學(xué)毫米,介質(zhì)覆蓋效應(yīng),南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室,微帶天線理論與應(yīng)用,介質(zhì)覆蓋效應(yīng)南京理工大學(xué)毫米波技術(shù)研究室微帶天線理論與應(yīng)用,
微帶天線課件
