随着无线传感器网络从实验室研究阶段逐步走向实际应用,出现了很多相关的技术问题需要解决。在大面积的远程环境监测中,如新疆煤田火区监测,采用了符合我国国情的GPRS数据传输业务,将观测数据回传至几百公里甚至几千公里之外的监控中心。这方面的研究已经初步取得了成功,但是在回传的过程中,无线传感器网络汇聚节点上的GPRS模块天线的增益、功率较小,与移动基站之间的通信距离不对等,限制了无线传感器网络向远离基础设施区域的延伸。　　 针对上述问题,本文为无线传感网络汇聚节点GPRS通信模块设计GSM900频段方向回溯天线阵,当监测中心服务器通过移动基站向网络发出指令时,汇聚节点上的天线自动追踪来波方向,天线波束由全向变为自定向,且由于天线阵功率合成作用使得增益增大,通信距离延长至与移动基站通信半径几乎对等,有望在不增加节点能耗的基础上,使无线传感网络的覆盖范围进一步扩大,提高网络适应性。　　 本文首先对微带天线的工作原理及分析方法进行阐述,给出了矩形微带天线的尺寸计算公式及馈电方式,为方向回溯单元天线的选取做好准备。然后详细论述了相位共轭混频方案实现方向回溯原理。接下来,结合微带天线理论,实验构建了双端角馈微带天线单元,仿真结果发现该天线虽增益较高,但频段不在应用中要求的GSM900频段且带宽较窄。为此,综合分析了各种微带天线宽频带技术,对介质板介电常数及厚度进行调整,但仍不能满足设计要求。得到相关文献中在接地板或贴片表面开设缝隙可以实现双频或展宽带宽的启示,在矩形贴片表面开设了一矩形槽孔,仿真优化后得到具有良好性能,两端口所在频段分别覆盖了GSM的上、下行链路的单元天线。在成功构建方向回溯单元天线的基础上,对微带天线阵理论进行了深入研究并设计出性能良好的T形wilkinson功分器,最后将天线单元与功分匹配网络进行组合并优化,设计出增益达到11.2dB,方向性良好的双贴片方向回溯天线阵。