wcdma系统小型宽带微带天线的设计与研制本科毕设论文.docx
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wcdma系统小型宽带微带天线的设计与研制本科毕设论文
分类号
密级
UDC
单位代码10151
WCDMA系统小型、宽带微带天线的
设计与研制
指导教师
职务
学位授予单位
大连海事大学
申请学位级别
工学硕士
学科与专业
通信与信息系统
论文完成日期
2007年3月
论文答辩日期
答辩委员会主席
TheDesignandFabricationofCompactBroadbandMicrostripAntennafortheWCDMASystem
AthesisSubmittedto
DalianMaritimeUniversity
Inpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeof
MasterofEngineering
by
SunYu
(CommunicationandInformationSystem)
ThesisSupervisor:
ProfessorLuanXiuzhen
March2007
大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重声明:
本论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,撰写成硕士学位论文“WCDMA系统小型、宽带微带天线的设计与研制”。
除论文中已经注明引用的内容外,对论文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。
本声明的法律责任由本人承担。
论文作者签名:
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者及指导教师完全了解“大连海事大学研究生学位论文提交、版权使用管理办法”,同意大连海事大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。
保密□,在年解密后适用本授权书。
本学位论文属于:
保密□
不保密□(请在以上方框内打“√”)
论文作者签名:
导师签名:
日期:
年月日
毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺:
所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:
日 期:
指导教师签名:
日 期:
使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:
按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:
日 期:
学位论文原创性声明
本人郑重声明:
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:
日期:
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:
日期:
年月日
导师签名:
日期:
年月日
摘要
近年来,随着个人通信和移动通信技术在世界范围内的迅猛发展,人们对天线设计的小型化和宽频带要求越来越高。
微带天线以其体积小、重量轻、结构稳定、剖面低、馈电方式灵活、成本低、易集成等优点得到了越来越广泛的应用。
然而微带天线在低频应用时尺寸还是太大,而且微带天线的Q值高,效率低、频带窄,从而限制了微带天线在低频、小型系统中的应用。
因此如何减小微带天线在低频应用时的体积、展宽频带成为近年来微带天线的研究热点。
WCDMA(WidebandCodeDivisionMultipleAccess宽带码分多址)是一种由3GPP(第三代移动通信合作项目组)具体制定的,基于GSM/MAP核心网,UTRAN(UMTS陆地无线接入网)为无线接口的第三代移动通信系统,该系统工作频带范围为1920-2170MHz。
本文的目标是设计适用于WCDMA系统的小型、宽带微带天线。
在广泛参考国内、外参考文献的基础上,本文对微带天线的小型化、宽频带技术进行了较全面的归纳与分析。
综合多种小型化和宽频带的设计方法,本文提出了一种新的小型宽频带微带天线结构,该天线是一种三角形贴片天线,采用短路针加载以实现小型化,在贴片上开缝以实现宽频带特性。
针对这种天线结构,本文给出了分析方法,利用该分析方法可对天线进行初步的分析和设计,借助于Ansoft公司的电磁仿真软件HFSS9.2进一步优化可得到性能优良的设计结果。
利用该法,本文具体设计了一适用于WCDMA系统的小型宽带微带天线,给出了设计参数,并进行了实际的加工测试。
结果表明,HFSS仿真与测试结果基本吻合,天线的中心频率为2GHz,-10dB损耗带宽为350MHz,天线总尺寸为35mm×35mm×35mm,能较好地满足WCDMA系统的要求,具有一定的实际应用前景。
关键词:
小型化;宽频带;微带贴片天线;WCDMA;电磁仿真
TheDesignandFabricationofCompactBroadbandMicrostripAntennafortheWCDMASystem
Abstract
Inrecentyears,withthefastdevelopmentofpersonalcommunicationandmobilecommunicationinthewholeworld,thereareincreasingrequirementsforthecompactandbroadbandantennas.Microstripantennashavebeenappliedmoreandmorewidelyfortheirlotsofadvantageslikesmallsize;lightweight;steadyconfiguration;lowprofile;flexiblefeedmanner;fewcost;effortlessintegrationandsoon..However,microstripantennas’dimensionsarealsotoolargeinthelow-frequencyapplicationsandthehighQ,lowefficiency;narrowbandwidthofmicrostripantennasrestrictstheirapplicationinthelow-frequencyandcompactsystem.Hence,howtorealizetheantennas’miniaturizationandbroadbandinthelow-frequencyapplicationshasbeentheresearchhotspotinrecentyears.
WCDMA(WidebandCodeDivisionMultipleAccess)isakindof3G(3rdGenerationMobileTelecommunicationsSystem)standardconstitutedby3GPP(3rdGenerationPartnershipProject)basedonGSM/MAPnetandUTRAN(UMTSTerritorialRadioAccessNetwork).Itsfrequencyrangesfrom1920to2170MHz.ThegoalofthispaperistodesignacompactbroadbandantennafortheWCDMAsystem.
Basedonabroadreferenceofdomesticandoverseasliterature,themicrostripantennas’miniaturizationandbroadbandtechniquesareconcludedandanalyzedrelativelycomprehensivelyinthispaper.Afterstudiedmanypapers,anewcompactbroadbandmicrostripantennaisproposed.Itisatriangularpatchantenna,whichisloadedwithashorting-pinforminiaturizationandisembeddedtwonarrowslotsonitforwidebroadband.Aanalysisapproachforthisantennaisgiven.Usingthisapproach,ainitialanalysisanddesigncanbeobtained.WiththehelpofelectromagneticsimulationsoftwareAnsoftHFSS9.2,goodresultscanbeobtainedbyfurtheroptimization.Usingthisapproach,acompactandbroadbandmicrostripantennaisdesignedfortheWCDMAsystem.Thedesignparametersaregiven,andtheantennaisfabricatedandtested.Theresultsshowthatthesimulationresultsagreewiththetestedresultsverywell,thecenteroperatingfrequencyoftheantennais2GHz,-10dBreturnlossbandwidthis350MHz,thetotaldimensionis35mm×3
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