近年来随着各种新的无线通信技术和理论被提出,并广泛应用于无线通信设备中,无线通信行业得到了蓬勃的发展。日常生活中很多无线通信设备随处可见,比如手机、蓝牙、WLAN无线网卡、GPS导航等,而这些电子产品都需要天线来发送和接收通信信号。在无线通信系统中天线是控制通信信号发送与接收的关键器件,天线性能的优劣会直接影响整个无线通信设备的品质以及通信系统质量。天线中一个很重要的分支是微带天线,与其他类型的天线相比,微带天线因为其本身具有成本较低、体积较小、重量较轻、易于集成以及电性能多样化等优点,在无线通信系统中被广泛应用。所谓的微带贴片天线其实是一种具有较高品质因数的谐振式天线。这也决定了微带天线具有带宽过窄的缺陷,本文主要是针对微带天线的窄带特性开展研究和设计工作的。本文首先介绍了微带天线的理论分析方法、数值分析方法以及天线的各种参数,与此同时研究分析了不同的展宽微带天线的带宽方法,然后针对影响微带天线频率带宽的相关因素进行了细致的仿真和分析研究,讨论了不同形状的辐射贴片对天线性能的影响,最后设计了两层介质结构的U型槽微带天线。本文所做的工作主要有以下三个部分:(1)依据微带天线的基本设计理论确定了采用同轴馈电方式的中心工作频率为2.45GHz矩形微带贴片天线。通过改变介质基片的材料、介质基片的厚度、馈电点位置以及贴片天线长度,研究这些因素的改变对微带天线带宽等天线性能的影响。(2)本文在中心频率为2.45GHz的前提下,分别对矩形、圆形以及三角形三种不同形状的微带贴片天线进行设计和仿真,通过分析这三种微带贴片天线的回波损耗S11、馈电点位置、增益方向图等仿真结果图,讨论辐射贴片形状对微带天线带宽、增益和方向性等天线特性的影响。(3)本文在矩形微带贴片天线的基础上,设计双层介质结构的U型槽微带天线,利用U型贴片开槽技术产生一个新谐振频点,使这两个高低谐振频点互相接近,进而提高微带天线的带宽。另外,这种双层介质结构,使介质基片的厚度增加,同时使等效介电常数降低,进一步展宽了微带天线的带宽。仿真结果表明,在2.5GHz到3.5GHz的中心工作频段内,天线的相对带宽得到极大的改善,相比与普通微带天线3%的带宽,展宽大约8倍,达到展宽微带天线带宽的目的。