基于復(fù)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(dān)負(fù)著接收和發(fā)射信號(hào)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(xué)者的關(guān)注。和傳統(tǒng)的超材料相比，微帶線實(shí)現(xiàn)形式下的復(fù)合左/右手傳輸線在結(jié)構(gòu)上具有連續(xù)性、損耗低、帶寬寬的特點(diǎn)，為微波/射頻器件的設(shè)計(jì)開辟了一種截然不同的思路。
　　本文主要研究復(fù)合左/右手傳輸線理論在實(shí)現(xiàn)

2、天線的小型化和多頻段這兩個(gè)方向上的應(yīng)用。
　　首先，本文簡(jiǎn)單概括了利用復(fù)合左/右手傳輸線理論實(shí)現(xiàn)天線小型化、多頻帶化天線的研究背景和意義，并簡(jiǎn)要分析了超材料在微波/射頻領(lǐng)域，尤其是天線設(shè)計(jì)領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀;接著詳細(xì)分析了左手材料的傳輸線方程、左手材料的電磁特性和復(fù)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(shí)現(xiàn)天線小型化的幾種技術(shù)手段，基于ENG-TL(epsilon negativet

3、ransmission-line，負(fù)折射率傳輸線)理論，設(shè)計(jì)了一款小型化天線。該天線是由一個(gè)ENG-TL單元結(jié)構(gòu)構(gòu)成，為了擴(kuò)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(chǎn)生了一個(gè)新的諧振點(diǎn)，將此諧振點(diǎn)和零階諧振點(diǎn)融合，達(dá)到了擴(kuò)展天線帶寬的目的。天線的尺寸只有15×22×0.8 mm3，從實(shí)測(cè)結(jié)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)

4、單，以及輻射特性較穩(wěn)定的特點(diǎn)，并且可以應(yīng)用于WiMAX/2.5 GHz移動(dòng)通信系統(tǒng)。
　　然后，本文歸納了幾種實(shí)現(xiàn)天線多頻帶的技術(shù)，基于超材料加載技術(shù)，設(shè)計(jì)了一款三頻帶天線。該天線由矩形輻射貼片、帶狀線、互補(bǔ)開口諧振環(huán)縫隙構(gòu)成。在地面和輻射貼片之間加載帶狀線構(gòu)成了ENG-TL結(jié)構(gòu)，在2.53GHz處增加了一個(gè)新的零階諧振點(diǎn)，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(chǔ)上加載互補(bǔ)開口諧振環(huán)縫隙。

5、天線采用的是相對(duì)介電常數(shù)為3.5的F4BM350板材，其尺寸為14.5×25×0.8 mm3，從實(shí)測(cè)結(jié)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，帶寬較寬的優(yōu)點(diǎn)，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(diào)技術(shù)，將可調(diào)諧技術(shù)和零階諧振器理論