随着天线工艺的不断发展,为了与简便易携带的通讯工具相匹配,对于有效小天线的需求越来越迫切。可以采用馈电加载,特殊材料的基片,加载有源网络,表面开槽等方式来让天线体积更加小巧。而且传统的卫星通信只能单频道工作,对于需要收发同时的现代通信,需要两付天线来处理,大大增加了体积质量成本及麻烦程度。微带天线可由双频或多频技术,实现收发只需要一付天线,同时能满足多个系统的需求,实现多个系统的收发一体。天线极化的匹配程度,直接影响这系统所能得到的效果,传统的通信天线效率低,难以实现双极化工作,不再适应不断发展升级的卫星通信,利用微带天线的双极化或多极化的工作形式,可以降低成本,减少数量,解决路径衰落,满足通信卫星的大容量通信的需求。
以下是微波天线的主要发展方向:
(1)小型化
(2)集成化
(3)方向性
(4)多极化
(5)宽频带
1.4国内外发展概况
1887年,德国物理学家赫兹建造了世界第一个天线,验证了电磁波的存在。四年后,意大利的一位电工程师马可尼使用较大的天线,并且在天线上增加了调谐电路和接地系统,成为无线电通信的创始者。他不断改进自己的发明,在1901年,他的无线电穿越了大西洋,在加拿大的纽芬兰接收到了来自英格兰的信息。1909年共和国号发生海难,正是马可尼的发明使船上除751人外全部获救,同年他被颁发了诺贝尔物理学奖。
随后天线不断发展,在第一次世界大战时,长中短波天线的理论,已经初步构建完成,天线开始向小型化,短波化,微波化发展。二次世界大战中,人们开始认识到无线电通信的重要性,开始将其运用到军事,民事上。上世纪九十年代起,通信技术开始飞速的前进,便携成为了新的要求,天线的小型化开始吸引许多研究者的目光,微波天线因为他小型平面的特性,开始初步显露出来。
尽管我国在努力的发展提高自己的通讯技术,但是由于多年的欠缺,并没有研究出天线的核心技术,无法与国外的先进技术相比拼。在国外已经研究出双频带双极化天线时,我国对于Ku波段双频双极化天线的研究才刚刚萌芽,远远落后于国外的公司、研究所。为了扩展Ku波段双频双极化天线的频带,国外多采用多层贴片的技术,该技术虽然扩展了频带,但是增加了成本。并且,因为双极化的两个馈电网络在不同的介质层上,使得馈电方式十分复杂、困难,增加了天线的难度,这些缺点还限制了天线在未来通信领域的使用潜质。为了使天线不被快速发展的科技淘汰,寻求结构简单、造价低的双频双极化微带天线已经刻不容缓。
1.5本文的结构
第一章:引言。首先介绍了微带天线的背景研究历史,主要采用的措施,然后大致说明了本论文的意义及国内外发展的概况,最后介绍了本文总体结构。
第二章:介绍矩量法的一些原理、求解过程和基函数的选取。
第三章:介绍体面积积分方程所要用到的一些参数,具体的求解过程和如何更快速的得到结果。
第四章:介绍了微带天线的基本参数、原理、辐射向量及仿真。主要介绍了微带天线的结构参数,馈电、分析法等,并运用体面积分方程去计算微带天线的辐射特性,并与一些仿真软件做对比。
第五章:结束语。对全文的内容总结。
2. 矩量法基本原理介绍
2.1 基本理论
对于金属介质混合目标的电磁特性求解,电场积分方程作为一种有效地工具可以对这种情况进行分析。利用矩量法可以将积分方程问题转换为矩阵方程的形式,通过对矩阵方程的求解,来解决积分方程的问题。
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