微带天线实验报告

微波与天线实验报告实验名称：微带天线（MicrostripAntenna）实验指导：黎鹏老师学院：信息学院专业：通信国防一、实验目的：1.了解天线之基原理与微带天线的设计方法。2.利用实验模组的实际测量得以了解微带天线的特性。二、预习内容：1．熟悉天线的理论知识。2．熟悉天线设计的理论知识。三、实验设备：项次设备名称数量备注1MOTECHRF2000测量仪1套亦可用网络分析仪2微带天线模组1组RF2KM10-1ARF2KM10-2A350ΩBNC及1MΩBNC连接线4条CA-1、CA-2、CA-3、CA-44直流电源连接线1条DC-15MICROWAVE软件1套微波软件四、理论分析：天线基本原理：天线的主要功能是将电磁波发射至空气中或从空气中接收电磁波。所以天线亦可视为射频发收电路与空气的信号耦合器。在射频应用上，天线的类型与结构有许多种类。就波长特性分有八分之一波长、四分之一波长、半波天线；就结构分，常见有单极型（Monopole）、双极型（Dipole）、喇叭型（Horn）、抛物型（ParabolicDisc）、角型（Corrner）、螺旋型（Helix）、介电质平面型（DielectricPatch）及阵列型（Array）天线。（一）天线特性参数1.天线增益（AntennaGain’G）：isotropicPPG其中G——天线增益P——与测量天线距离R处所接收到的功率密度，Watt/m2Pisotropic——与全向性天线距离R处所接收到的功率密度,Watt/m22.天线输入阻抗（AntennaInputImpedance’Zin）：IVZin其中Zin——天线输入阻抗V——在馈入点上的射频电压I——在馈入点上的射频电流以偶极天线为例，其阻抗由中心处73Ω变化到末端为2500Ω。3.辐射阻抗（RadiationResistance’Rrad）：2iPRavrad其中Pav——天线平均辐射功率，Wi——馈入天线的有效电流，AI——在馈入点上的射频电流对一半波长天线而言，其辐射阻抗为73Ω。4.辐射效率（RadiationEfficiency’ηr）：inputradiatedrPP其中Pradiated——由天线幅射出的功率，WPinput——由馈入天线的功率，W5.辐射场型（RadiationPattern）天线的电场强度与辐射功率的分布可利用一极坐标图来表示。6.半功率角（RadiationBeamWidth）7.方向系数（Directivity’D）：avPPDmax其中Pmax——最大功率密度，W/m2Pinput——平均幅射功率密度，W/m2五、实验结果分析1.版图设计2.S参数分析频率设置Sweep11-5GHzcount200Sweep22.3-2.7GHzcount5从S参数的分析结果可以看出该微带天线的中心频率为2.10GHz。3.Smith原图分析Freq2.3-2.7GHz从Smith原图可以看出输入主抗为1+1.5j-1-1.5jOhm。4.Animation5.layout3D1.001.502.002.503.003.504.004.505.00F[GHz]-50.00-40.00-30.00-20.00-10.000.00dB(S(Port1,Port1))EMDesign1XYPlot1ANSOFTCurveInfodB(S(Port1,Port1))PlanarEMSetup1:Sweep15.002.001.000.500.200.005.00-5.002.00-2.001.00-1.000.50-0.500.20-0.200.000102030405060708090100110120130140150160170180-170-160-150-140-130-120-110-100-90-80-70-60-50-40-30-20-10EMDesign1SmithChart1ANSOFTCurveInfoS(Port1,Port1)PlanarEMSetup1:Sweep1实验总结根据仿真结果看：基本满足了实验的性能要求，频率在2.10GHz处,达到了实验要求，但是性能并不是很好，从圆图上看，不匹配，还需要一步的匹配改进。