小型化超寬帶封裝天線的研究與設(shè)計.pdf

1、超寬帶（UWB）通信技術(shù)，功耗低、數(shù)據(jù)傳輸速率高、容量大，并且擁有強大的抗多徑效應(yīng)能力，是廣泛應(yīng)用于軍事和民用通信領(lǐng)域的無線通信技術(shù)。高集成度的單芯片射頻收發(fā)器和擔任電磁波接收和能量輻射轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的UWB天線在無線通信系統(tǒng)中均占據(jù)重要地位?，F(xiàn)如今無線通信系統(tǒng)終端設(shè)備體積不斷減小，促使天線與射頻前端電路設(shè)計朝著小型化、高集成度方向不斷推進。在此背景下，封裝天線（AiP）技術(shù)應(yīng)運而生，此種技術(shù)將天線與射頻芯片集成封裝成一個表貼器件，縮減了系統(tǒng)

2、封裝體積，提高了系統(tǒng)集成密度。
　　本文基于多層PCB加工工藝，將封裝天線技術(shù)應(yīng)用于UWB無線通信系統(tǒng)中，以超寬帶封裝天線為研究對象完成了以下幾個方面的研究與設(shè)計工作：
　　一、超寬帶天線的小型化設(shè)計，實現(xiàn)了四款小型化超寬帶天線。
　　第一款天線基于平面單極子結(jié)構(gòu)，通過優(yōu)化饋電結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了物理尺寸僅為14×22.5×1.6 mm3的郁金香形小型化超寬帶天線。第二款天線基于E面對稱切割原理，獲得了尺寸僅為7×23×1.6

3、 mm3，工作于2.78~11 GHz的小型化超寬帶天線。第三款天線采用具有花瓣形邊界的準自補型結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了工作于3.21~11 GHz頻段并且結(jié)構(gòu)緊湊（9×17×1 mm3）的小型化超寬帶天線。第四款天線采用在輻射貼片下方加載開口諧振環(huán)的技術(shù)，在尺寸為9×17.5×1 mm3的面積上實現(xiàn)天線超寬帶工作的同時，對5.45~5.95 GHz頻段具有良好的陷波特性。
　　二、小型化超寬帶天線的封裝特性研究，設(shè)計了兩款小型化超寬帶封裝天

4、線。
　　首先基于上述“郁金香形小型化超寬帶天線”設(shè)計了一款垂直封裝超寬帶天線。此款天線結(jié)構(gòu)緊湊（14×23.5×2.8 mm3），擁有99.86％的相對帶寬，具有近乎全向輻射的特性。然后設(shè)計了一款擬用于超寬帶室內(nèi)定位系統(tǒng)的水平封裝超寬帶天線。該封裝結(jié)構(gòu)中的天線采用相較于上述“準自補型結(jié)構(gòu)超寬帶天線”低頻增益更高的類單極子天線結(jié)構(gòu)，并且通過在地轉(zhuǎn)角處開四分之一圓槽的方法，改善了天線高頻全向輻射特性。此款封裝天線的加工工藝為多層PC