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微带天线近年来关注度较大,结构稳定的微带天线有厚度小,完全与机体表面共形,易实现极化抑制干扰等优点,满足天线在多功能性上的需求。因此,本论文围绕微带天线小尺寸、宽频带与多频段方法展开分析,提出了四款新型单极微带天线。同时,研究了粒子群算法及其在微带天线中的应用,通过改进的PSO算法优化天线,从而得到性能较好的单极微带天线。论文的工作如下:1、对PSO算法进行剖析与改进。分析了算法原理、关键参数和研究难点,并提出一种调整惯性权重PSO算法,即根据上下轮迭代的适应度变化情况来调整惯性权重,选择6种常用测试函数寻最优解以验证其性能。另外,给出了改进PSO算法优化天线设计的方法。2、分析微带天线结构并归纳出单极微带天线的小尺寸、多频段与宽频化技术,利用现有的技术设计4款新型单极微带天线。第一款天线采用开口方形单极子天线,通过辐射单元加载枝节(1/2环形、1/4环形和条形)和接地板加载缝隙实现天线双频特性,又利用改进PSO算法对其优化来扩展带宽,使得单极微带天线两频段分别扩展了37.5%(3.5-4.6GH)和26%(5.1-8GHz)。该天线占用的体积较小,可适用于WiMAX和C波段通信系统。第二款提出了一种对称三角形单极微带天线,通过加载旋转45度的对称条形枝节实现了三频特性,同时在三角形贴片上开了环形缝隙以增强阻抗匹配,仿真和实测得到天线的阻抗带宽分别为200MHz(1.1-1.3GHz)、500MHz(3.3-3.8GHz)和800MHz(5.2-6GHz),满足GPS/WLAN/WiMAX系统应用。第三款设计了一款宽频单极微带天线,其辐射单元由C型环与拟q型枝节构成,经算法优化使得天线绝对带宽由5GHz提高到5.5GHz(1.5-7GHz),相对带宽达129%。该天线覆盖了蓝牙、Wi-Fi、S波段、C波段等多个工作带宽,结构简单且增益良好。第四款提出的锯齿形超宽带单极微带天线是在圆形贴片边缘开23个小三角形缝隙形成锯齿状,并在中心开椭圆形缝隙和加载对称圆环实现了超宽带特性,相对带宽高达150%(2.2-15.4GHz),增益峰值达12.1dB,可以工作在S/C/X波段。