基于復合左-右手傳輸線的多頻小型化天線研究.pdf

1、隨著無線電通信系統(tǒng)向著集成化、多功能化、小型化的方向迅速發(fā)展，天線作為這些系統(tǒng)的入口和出口，擔負著接收和發(fā)射信號的重任，這就要求天線也將向著小尺寸、多頻帶和寬頻帶的方向發(fā)展。近些年來，由于超材料的奇異特性，開始引起了物理界和電磁界學者的關注。和傳統(tǒng)的超材料相比，微帶線實現(xiàn)形式下的復合左/右手傳輸線在結構上具有連續(xù)性、損耗低、帶寬寬的特點，為微波/射頻器件的設計開辟了一種截然不同的思路。
　　本文主要研究復合左/右手傳輸線理論在實現(xiàn)

2、天線的小型化和多頻段這兩個方向上的應用。
　　首先，本文簡單概括了利用復合左/右手傳輸線理論實現(xiàn)天線小型化、多頻帶化天線的研究背景和意義，并簡要分析了超材料在微波/射頻領域，尤其是天線設計領域的國內外研究現(xiàn)狀;接著詳細分析了左手材料的傳輸線方程、左手材料的電磁特性和復合左/右手傳輸線的基本理論，特別是零階諧振器的基本原理。
　　其次，本文歸納了實現(xiàn)天線小型化的幾種技術手段，基于ENG-TL(epsilon negativet

3、ransmission-line，負折射率傳輸線)理論，設計了一款小型化天線。該天線是由一個ENG-TL單元結構構成，為了擴展天線的帶寬，在金屬貼片與地面之間加載了帶狀線，在2.53 GHz處產生了一個新的諧振點，將此諧振點和零階諧振點融合，達到了擴展天線帶寬的目的。天線的尺寸只有15×22×0.8 mm3，從實測結果可以看出，該天線的工作帶寬為2.49-3.0 GHz，在2.68 GHz處的增益為1.59dB。該天線具有尺寸小，結構簡

4、單，以及輻射特性較穩(wěn)定的特點，并且可以應用于WiMAX/2.5 GHz移動通信系統(tǒng)。
　　然后，本文歸納了幾種實現(xiàn)天線多頻帶的技術，基于超材料加載技術，設計了一款三頻帶天線。該天線由矩形輻射貼片、帶狀線、互補開口諧振環(huán)縫隙構成。在地面和輻射貼片之間加載帶狀線構成了ENG-TL結構，在2.53GHz處增加了一個新的零階諧振點，為了使天線能夠覆蓋WiMAX(3.4-3.69GHz)的頻段范圍，在雙頻天線的基礎上加載互補開口諧振環(huán)縫隙。

5、天線采用的是相對介電常數(shù)為3.5的F4BM350板材，其尺寸為14.5×25×0.8 mm3，從實測結果可以看出，天線的工作頻段分別為:2.35-2.61GHz、3.38-4.01 GHz和4.25-6.65GHz。該天線具有結構簡單，尺寸小，帶寬較寬的優(yōu)點，能夠完全覆蓋WLAN2.45/5.2/5.8 GHz和WiMAX3.5/5.5 GHz無線通信系統(tǒng)的頻段。
　　最后，本文歸納了幾種頻率可調技術，將可調諧技術和零階諧振器理論