小型化平面圆形单极子超宽带天线设计开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着无线通信技术的快速发展，对天线性能的要求也越来越高，尤其是在尺寸减小、带宽增加、辐射效率提高等方面。

超宽带(uwb)天线由于其瞬时带宽大、传输速率高、抗多径干扰能力强等优点，近年来受到广泛关注，并在无线通信、雷达系统、医学成像等领域展现出巨大的应用潜力。

小型化是现代天线设计的重要发展趋势之一。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，超宽带(uwb)天线技术发展迅速，小型化设计成为了该领域的研究热点之一。

国内外学者在小型化uwb天线的设计方面开展了大量的研究工作，并取得了一系列重要成果。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本选题研究的主要内容包括以下几个方面：
1.研究平面圆形单极子天线的基本理论，分析其辐射机理、谐振频率、输入阻抗等关键参数与天线尺寸、形状之间的关系，为小型化设计奠定理论基础。

2.研究现有的超宽带天线小型化技术，例如采用特殊的几何形状、引入寄生单元、使用高介电常数材料等，分析其优缺点和适用范围，为本设计选择合适的方案提供参考。

3.利用电磁仿真软件(例如cst、hfss等)对小型化平面圆形单极子天线进行建模和仿真分析，通过调整天线的结构参数、介质基板参数等，优化天线的阻抗匹配、辐射方向图、增益等性能指标，使其满足超宽带工作要求。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、仿真模拟和实验验证相结合的方法，具体步骤如下：
1.理论分析阶段：深入研究平面圆形单极子天线的基本理论，分析其辐射机理、谐振频率、输入阻抗等关键参数与天线尺寸、形状之间的关系，并研究现有的超宽带天线小型化技术，为小型化设计提供理论指导。

2.仿真模拟阶段：利用电磁仿真软件(例如cst、hfss等)对小型化平面圆形单极子天线进行建模，通过调整天线的结构参数、介质基板参数等，优化天线的阻抗匹配、辐射方向图、增益等性能指标，使其满足超宽带工作要求。

3.实验验证阶段：根据仿真结果，制作天线实物，并搭建测试平台，对天线的实际性能进行测试，包括驻波比、史密斯圆图、辐射方向图、增益等参数。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：
1.提出一种新型的小型化平面圆形单极子超宽带天线结构，该结构能够在保证天线性能的前提下，有效减小天线的尺寸，使其更适用于对尺寸要求严格的应用场景。

2.采用先进的电磁仿真软件对天线进行建模和仿真分析，并结合优化算法对天线结构进行优化，以获得更优的性能指标。

3.对天线实物进行测试，并将测试结果与仿真结果进行对比分析，验证设计方案的有效性，并为进一步优化天线设计提供参考。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 魏文强, 张健, 王鑫, 等. 基于基片集成波导腔的小型化超宽带天线[j]. 电波科学学报, 2020, 35(3): 368-373.

[2] 李思敏, 冯文, 冯正和. 一种新型小型化超宽带单极子天线设计[j]. 微波学报, 2021, 37(1): 84-89.

[3] 赵俊明, 刘少锋, 魏春雨. 小型化超宽带单极子天线研究进展[j]. 天线学报, 2019, 8(4): 25-32.