摘要:在美国通信委员会【FCC】向超宽带【UWB】无线通信开放了3.1GHz至10.6GHz的频段之后,超宽带天线在无线电领域中引起了很大关注。超宽带天线由于重量轻、体型小、便于加工等特点,在宽频带的应用有很大的前景。
超宽带滤波器拥有极宽的带宽,可以实现高速数据的传输,是一种新型滤波器,它具有广阔的应用发展前景。
本文对超宽带天线的原理,以及它的性能要求和它的时域收发特性,做了比较详细的研究。超宽带滤波器体型小、结构紧凑、方便和集成与互联,并且能将带宽严格控制在FCC规定的范围之内。
本文研究了几种超宽带滤波器,并且仿真了两种不同性能指标的超宽带滤波器,其中一种具有较宽的阻带带宽,而另一种一种具有较宽的通带蒂宽。
本文对超宽带天线的分析、设计都基于三维结构的电磁场仿真软件Ansoft HFSS。本文探讨的两种种超宽带天线,这两款天线其通带均满足FCC 对超宽带天线的要求。本文还仿真分析了天线的其它性能,例如表面辐射方向图、电流密度等等。
关键词:超宽带;微带天线;滤波器;Ansoft HFSS
目录
摘要
Abstract
1 绪论-6
1.1 课题研究背景-6
1.1.1 超宽带技术概述-6
1.2 课题研究意义-6
2 超宽带天线-6
2.1超宽带系统对天线的要求及天线性能指标-7
2.1.1 UWB系统对天线的要求-7
2.1.2超宽带天线的性能指标-8
2.2超宽带天线的时域收发特性-9
2.2.1天线的时域互易关系-10
2.2.2非对称传输函数-11
2.3超宽带天线的结构类型-12
2.3.1传统超宽带天线-12
2.4本章小结-16
3 超宽带微带天线的分析与设计-16
3.1高频结构仿真软件AnsoftHFSS简介-16
3.1.1AnsoftHFSS软件的功能-16
3.1.2软件的设计环境-17
3.1.3AnsoftHFSS软件仿真流程-18
3.1.4AnsoftHFSS设计的一般步骤-19
3.2刀形共面微带天线-20
3.2.1天线结构设计-20
3.2.2天线性能分析-22
3.5带扇形微带馈电的半椭圆偶极微带天线-25
3.5.1天线结构设计-25
3.5.2天线性能分析-26
3.6多阻带超宽带天线(UWB)-30
3.6.1超宽带多阻带天线-30
3.6.2超宽带天线-33
3.6.3分析圆片半径对天线的影响-34
3.6.4分析材料对天线的影响-35
3.6.5 结论-36
4.超宽带滤波器-36
4.1超宽带滤波器设计的主要方法-36
4.1.1微带多模谐振器法-36
4.1.2 混合微带/共面波导法-37
4.1.3 滤波器级联方法-37
4.2 超宽带滤波器综合理论-38
5.超宽带滤波器的仿真设计-39
5.1 两级级联超宽带滤波器-39
5.1.1滤波器结构设计-39
5.1.2 滤波器性能分析-40
5.1.3 小结-40
5.2 直接耦合的两级超宽带滤波器-40
5.2.1 滤波器结构设计-40
5.2.2 滤波器性能分析-41
5.2.3 小结-41
6 总结与展望-41
6.1 本文所做工作及结论-42
6.2 本文改进方向及展望-42
参考文献