高增益微带天线设计：小型化与高性能研究

"这篇硕士论文主要探讨了高增益微带天线的研究与设计，作者是李琴芳，导师是吴迪，属于电磁场与微波技术专业。论文重点研究了通过不同馈电方式实现高增益的微带天线单元，包括微带探针馈电、H槽耦合馈电和共面波导耦合馈电，并针对C波段设计了一种短路柱短路的高增益微带天线。此外，还探讨了这种结构的天线如何实现双频和圆极化功能。论文中的设计通过实验验证，展示了良好的性能，适合应用于卫星通信或移动通信系统。" 本文深入研究了微带天线在现代通信系统中的应用，特别是在提升增益方面的重要性。微带天线因其小巧、低成本和易于集成的特性在移动通信领域备受关注。然而，随着通信设备的小型化需求，单个微带天线的低增益成为限制因素，通过组阵方式虽然能提高增益，但会增加馈电网络的复杂度和损耗。因此，设计高增益的微带天线单元成为关键。 论文的第一部分，作者通过使用电磁仿真软件CST和HFSS，设计了三种类型的短路壁短路的高增益微带天线，包括基于微带探针、H槽和共面波导的馈电方式。实验结果显示，这些天线的反射损耗低于--30dB，最大增益超过10dBi，证明了设计的有效性。 在第二部分，作者进一步聚焦于C波段，设计了一种共面波导耦合馈电的短路柱短路高增益微带天线。经过仿真和实物制作，天线的输入阻抗特性和远场辐射特性得到验证，实测结果与仿真结果一致，确认了设计方法的准确性和实用性。 在第三部分，论文探讨了如何通过调整结构实现高增益微带天线的双频和圆极化功能。所设计的双频天线在两个工作频点都表现出低反射损耗和相似的方向图，增益均高于9dBi。而圆极化天线的轴比小于1.1，增益达10dBi，满足了圆极化通信的需求。 总体而言，这篇论文对高增益微带天线的设计进行了全面而深入的研究，提出的方案不仅具有理论意义，更具有实际应用价值，特别是对于卫星通信和移动通信系统的天线设计提供了新的思路和参考。关键词涵盖了微带天线、高增益、表面波辐射、双频以及圆极化，表明了研究的主要方向和技术要点。