偶极子天线设计与仿真.pdf

发布时间：2022-05-29 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.70M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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2.4G印制偶极子天线设计与仿真

论文主要工作：

RFID（Radio Frequency Identification 无线射频识别）: 埃森哲实验室首席科学家弗格森认为RFID是一种突破性的技术. 该技术正蓬勃发展，在航空业、物流运输业、动物识别等领域大展拳脚。

RFID发展简史

RFID现状

RFID应用

标签天线举例

常见偶极子变形——折合

本论文工作：由于工作频率升高，天线臂尺寸减小。所以2.4G印制偶极子天线对其地平面板进行设计，通过选择合理参数降低馈线和偶极子辐射臂互相耦合的程度，从而改善馈线上的驻波情况。设计如图：

仿真软件ADS主界面

层设计界面

设计理论：偶极子天线需要平衡式激励，如使用平行双导线进行馈电。需要添加一个印制电路形式的不平衡-平衡转换器，即微带巴伦（microstrip balun）

设计优化讨论：

设计优化讨论：当地平面延伸的位置远离偶极子天线辐射双臂时，即h取3、4mm时，谐振频率向高端偏离，将增大辐射臂尺寸，而h取6、7mm时，工作性能变差。

设计优化讨论：天线臂长对特性的影响：当天线臂长增加时，谐振频率减小，反之，增大。

设计优化讨论：天线臂宽对性能的影响:在一定范围内展宽天线臂宽有利于展宽工作频带，但会增大天线面积，影响天线尺寸。

设计优化讨论：εr对性能的影响：当εr增大时，谐振频率减小。

设计优化讨论：天线厚度h对性能影响：h增大，谐振频率减小,但变化很小。

天线设计尺寸及仿真结果：h=1.6mm, εr=4.6, tanδ=0.018, 天线臂长度=19.5mm, 巴伦长度=16mm, 地平面长度=10mm, 天线臂宽度=6mm, 巴伦宽度=5mm, 地平面宽度=15mm. 地平面v形部分向外伸出11.5mm。

谐振频率位于2.411GHz，反射波损耗为-17.536dB。输入阻抗为： =39.7+j6.05。

对于VSWR<1.5，天线的带宽为12.0%对于VSWR<2.0，天线的带宽为24.8%

Theta在（-13，14）范围内有正增益

天线辐射方向图

垂直截面phi=90度时：

水平截面Theta=45度时：

结论:

谢谢各位老师指导

2.4G印制偶极子天线设计与仿真答辩人：陈孙水指导老师：游佰强 2007.6.1

论文主要工作：  1、检索国内外相关资料，了解RFID技术发展、现况及目前标签天线种类与特点。  2、学习相关理论，掌握ADS有关印制天线设计基本操作，对V形地平面偶极子天线进行设计。  3、仿真讨论一些参数对天线性能影响，对所设计天线仿真并分析其结果。

RFID（Radio Frequency Identification 无线射频识别）: 埃森哲实验室首席科学家弗格森认为 RFID是一种突破性的技术. 该技术正蓬勃发展，在航空业、物流运输业、动物识别等领域大展拳脚。

RFID发展简史  1948年哈里斯托克曼发表的“利用反射功率的通信”奠定了射频识别技术的理论基础。  1950-1960年是射频识别技术早期的探索阶段。  1970-1980年射频识别技术与产品研发得到大发展并于80年代进入商业成规模应用。  2000年后标准化问题日趋为人们所重视。之后，射频识别技术的理论得到丰富和完善。

RFID现状  RFID系统工作频率不高时，多用环天线。大部分能量以交变磁场的形式耦合。常用的有四种微型化设计方案：空心线圈、磁芯线圈、薄膜天线和集成天线  433MHz可采用平面倒F天线；915MHz可采用偶极子天线，典型的设计天线尺寸大小为：76.1×44×1.2mm3。  工作在特高频（UHF）以上的RFID标签大多采用对称振子或是其变形结构的线天线（如折合振子天线，Vee型振子天线和领结振子天线等）  单极子天线开始在手机中得到了成功的应用 ,通过适当优化单集子的数目及天线（阵列）的长度，可全频段工作，使天线工作频率在850MHz～ 6GHz频率范围内。  24GHz以及更高的频率，微带馈电缝隙天线有较好的前景

RFID应用  低频(从125KHz到134KHz) ：畜牧业的管理系统、汽车防盗和无钥匙开门系统的应用、马拉松赛跑系统的应用、门禁和安全管理系统  高频(工作频率为13.56MHz)：图书管理系统的应用、三表预收费系统、大型会议人员通道系统、医药物流系统的管理和应用、智能货架的管理  甚高频(工作频率为860MHz到960MHz之间)：供应链上的管理和应用、生产线自动化的管理和应用、航空包裹、集装箱后勤管理系统的应用

标签天线举例  环天线  分形天线  偶极子天线  单极子天线  缝隙天线

常见偶极子变形——折合

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