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无线局域网双频微带天线及低噪声放大器的设计

作　者: 者奕宁
导　师: 栾秀珍
学　校: 大连海事大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 无线局域网(WLAN) 双频段微带贴片天线低噪声放大器(LNA) 电磁仿真
分类号: TN722.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

随着无线通信技术的飞速发展,无线局域网(WLAN)的应用范围越来越广。伴随着无线局域网(WLAN)中各项标准的出台,必须研制适用于各种标准的无线局域网天线。本文基于无线局域网IEEE802.11g标准的要求,提出了一款新的双频微带天线结构,并对天线结构进行了分析,借助于HFSS仿真软件对天线进行了优化设计。根据优化设计结果,对天线进行了实际的加工测试。结果表明,测试结果与仿真结果基本一致,且该微带天线的谐振频率分别为2.45GHz和5.25GHz,相对带宽分别达到3.3%和13.1%,满足无线局域网IEEE802.11g协议的要求。低噪声放大器(LNA)是射频接收机前端电路的重要组成部分,一般用作各类无线电接收机的高频或中频前置放大器,要求它的噪声系数(NF)越小越好,同时要求它有尽可能大的增益。本文详细的介绍了用ADS设计线性小信号低噪声放大器的全过程,其中包括介质基板的选择,稳定性分析,偏置电路的设计,输入输出匹配电路的设计,整体电路优化,元件及微带线的替换,电路的印制图案等。最终,以安华高科技的ATF-34143为管芯设计了一款噪声系数低于0.7dB、增益高于12dB、增益平坦度小于等于正负1dB、输入输出回波损耗大于10dB、工作电压为5V、输入输出阻抗为50Ω的低噪声放大器,该放大器覆盖2.4GHz-2.48GHz频段,完全满足预期的设计目标。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-17
  1.1 无线局域网简介  10-11
  1.2 无线局域网的标准简介  11-13
  1.3 应用现状  13-15
  1.4 未来发展趋势  15
  1.5 论文的主要内容和章节安排  15-17
第2章微带天线的基本理论及宽频带和双频段的实现方法  17-29
  2.1 微带天线的工作原理  17-19
    2.1.1 微带天线的定义  17
    2.1.2 微带天线的优缺点  17-18
    2.1.3 微带天线的辐射机理  18-19
  2.2 微带天线的分析方法  19-25
    2.2.1 传输线模型法  19-21
    2.2.2 空腔模型理论  21-25
  2.3 微带天线宽频/双频带技术  25-29
    2.3.1 材料基片的影响  26-27
    2.3.2 采用双层、多层结构  27
    2.3.3 贴片形状的影响  27-29
第3章低噪声放大器的主要性能指标及基本理论  29-36
  3.1 低噪声放大器的主要性能指标  29-32
    3.1.1 噪声系数  29-30
    3.1.2 增益  30-31
    3.1.3 输入输出驻波比和反射系数  31
    3.1.4 1dB压缩点输出功率  31
    3.1.5 三阶交截点  31-32
  3.2 低噪声放大器的基本理论  32-36
    3.2.1 稳定性分析  32-34
    3.2.2 低噪声放大器的带宽问题  34
    3.2.3 噪声特性  34-35
    3.2.4 功率增益  35-36
第4章双频WLAN天线的设计与实测  36-49
  4.1 Ansoft HFSS10高频电磁仿真软件  36-38
    4.1.1 HFSS仿真软件简介  36-37
    4.1.2 HFSS10优化仿真微带天线  37-38
  4.2 天线结构与分析  38-39
  4.3 天线的仿真  39-46
    4.3.1 天线的初步仿真  39
    4.3.2 天线的改进及仿真  39-43
    4.3.3 短路针位置对回波损耗特性的影响  43-44
    4.3.4 馈电点位置对回波损耗特性的影响  44-46
    4.3.5 泡沫介质板厚度对回波损耗特性的影响  46
  4.4 双频微带天线的加工测试  46-49
第5章 2.4GHz低噪声放大器的设计  49-65
  5.1 设计指标  49-50
  5.2 低噪声放大器的ADS设计  50-63
    5.2.1 ADS简介  50-51
    5.2.2 管芯及材料的选择  51-53
    5.2.3 电路稳定性设计  53-55
    5.2.4 偏置网络设计  55-56
    5.2.5 输入输出端口的匹配网络设计  56-59
    5.2.6 低噪声放大器的整体优化  59-60
    5.2.7 实际元器件和微带线的替换  60-63
  5.3 电路的印制图案  63-65
结论  65-66
参考文献  66-68
致谢  68-69
研究生履历  69

无线局域网双频微带天线及低噪声放大器的设计

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