HFSS和PIFA天线的仿真设计+文献综述(2)
2.2.5 增益 7
2.3 手机天线设计的要求 7
2.4 手机天线的不同种类和性能对比 8
2.4.1 外置天线 8
2.4.2 内置天线 9
2.5 手机PIFA天线设计方法 10
2.5.1 PIFA天线的由来和基本结构 10
2.5.2 有关PIFA 天线的若干定性结论 11
2.5.3 多频段工作的实现 12
3 一种双频（GSM/DCS）PIFA天线的设计与仿真 14
3.1 Ansoft HFSS软件介绍和仿真流程 14
3.2 一种适用GSM/DCS手机的PIFA天线设计与仿真分析 17
3.2.1天线结构模型及分析 17
3.2.2 HFSS仿真结果与分析 19
3.2.3 天线的结构参数对天线性能的影响分析 24
结论和展望 25
致谢 26
参考文献 26
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
移动通信产业是当今世界上发展最快、最富有活力的领域之一。近三十年来，移动通信经历了第一代AMPS、TACS和NMT等系统，第二代GSM、DCS和窄带CDMA系统，直到目前刚刚商业化的TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000和Wimax等第三代系。移动通信技术使人们在任何时间和地点能互相保持联系，正逐步改变人们的生活方式和思文模式。无线通信是移动通信最重要的通信手段之一。目前，无线通信系统发展迅速，手持无线终端设备在人们日常生活中起着重要作用。在这些设备中，手机又是使用较为频繁的通讯工具。随着移动通信网络覆盖范围的不断扩大，截止2009年年低，全球手机用户数已超过46亿，同时，我国手机用户数达到8.72亿。快速增长的手机用户数，构成手机需求持续增长的重要动力。同时，在通信技术、电子技术快速发展的背景下，手机功能日益强大，成本、售价逐步下降，手机用户的平均换机周期明显缩短，庞大的换机需求是手机市场持续增长的主要动力。在手机需求持续增长的带动下，2011年全球手机销量已超过16亿部，预计2015年将达到18亿部，手机行业前景广阔，发展空间巨大。
随着通信技术的不断发展和手机普及率的提高，手机天线技术也不断进步。天线作为通信系统的前端，是辐射和接收电磁波的系统部件。天线性能的优劣，对移动通信系统的总体性能起着非常重要的作用，一副高性能的天线能放宽系统的要求且改善整个系统的性能。移动通信系统的不断升级换代给天线提供了新的指标要求，小型化，低剖面，宽频带，低成本，且易于与系统集成等成为现在天线设计师需要考虑的主要因素。移动通信成为现代天线发展的主要源动力，没经过充分设计的常规天线形式常常不能满足新的系统要。手机作为无线通信系统中的一个基本组成部分，其天线的设计也备受关注，近年来得到迅猛发展。大多数情况下，终端天线安装于一个小的塑料盒中，使用时，天线贴近使用者在某个环境中运动。同时，要求系统辐射低功率且能提供话音和数据的可靠连接。除了功能性需求外，市场上还要求手机天线在结构上小而紧凑、生产成本低、剖面低易于同手机整体系统集成等。因此对于手机天线设计者来说，充分认识天线的重要性，全面了解手机天线的基本理论知识、设计方法和技巧以及能熟悉运用仿真软件对手机天线进行仿真分析是非常重要的。
1.2 手机天线的研究历史和发展现状
1.3 本论文的主要工作和内容
在本课题中，本人首先通过大量阅读近年来手机天线及手机平面倒F型天线（PIFA）方面的文献资料，并且从中获得了不少的天线理论和设计方面的知识。这些工作，在本论文的下面有较详尽的阐述。随后，本人对电磁仿真软件Ansoft HFSS进行了细致的学习和实践。本文的研究对象是手机平面倒F型天线（PIFA）。对现在手机天线的要求及其设计相关规定进行考虑，在分析手机天线相关基本理论知识的基础上，建立了一种T形的双频（GSM/DCS）手机PIFA天线，分析了该天线结构对频带的影响，同时通过运用HFSS对该PIFA天线进行仿真分析，得出了相关的性能参数曲线，并对其进行详细分析。本文主要内容包括：⑴介绍了手机天线发展历史及发展现状。⑵介绍了手机天线的基本理论和天线基本特性参数，包括天线的S11参数、方向图、输入阻抗、增益等。⑶介绍了手机天线设计相关要求，详细讨论了实现天线小型化、多频的方法。⑷介绍了电磁场仿真软件Ansoft HFSS，并且说明了其使用方法和步骤。⑸提出了一种T形的双频（GSM/DCS）手机PIFA天线，并利用HFSS仿真软件进行仿真分析，得出相关的结论。
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