基于左手材料的新型天線研究.pdf

1、左手材料指一類人工制作的復(fù)合結(jié)構(gòu)或復(fù)合材料，它具有天然材料不具備的電磁特性，在一定的頻段下同時具有負(fù)介電常數(shù)和負(fù)磁導(dǎo)率的材料。利用左手材料的這一特性，我們將其應(yīng)用到天線設(shè)計中，可以提高天線的某些特性，比如天線小型化、多頻、寬帶、增益等，滿足雷達(dá)、通信系統(tǒng)對天線越來越多的要求。本文主要研究左手材料在天線中的應(yīng)用。
　　首先，研究了左手材料的實現(xiàn)方法。通過研究開口諧振環(huán)（Split Ring Resonator,SRR）和螺旋諧振器（

2、Spiral Resonator,SR）結(jié)構(gòu)，驗證了左手材料結(jié)構(gòu)具有負(fù)介電常數(shù)和負(fù)磁導(dǎo)率的特性，并且研究了影響SRR和SR單元左手材料的特性參數(shù)，為左手材料在天線中應(yīng)用提供了設(shè)計基礎(chǔ)。
　　接著，本文采用加載的方法，設(shè)計了一種小型化雙頻天線。采用電小環(huán)天線作為輻射天線，在電小環(huán)天線上加載磁諧振左手材料結(jié)構(gòu)SR和無源諧振LC結(jié)構(gòu)，同時實現(xiàn)了天線在0.64GHz和2.56GHz處工作，反射系數(shù)分別為-25dB和-38dB。在諧振頻率2

3、.56GHz處，天線尺寸為0.3?；在諧振頻率0.65GHz處，天線尺寸僅為0.07?，實現(xiàn)了亞波長天線。天線加工后，進(jìn)行了實物測試，各項測試數(shù)據(jù)與仿真數(shù)據(jù)吻合較好。因此，加載左手材料可以使天線匹配更好，并且實現(xiàn)小型化設(shè)計。
　　其次，本文采用加載左手材料覆層結(jié)構(gòu)的方法，設(shè)計了兩種高增益微帶天線：SR覆層微帶天線和SRR覆層微帶天線。加載覆層結(jié)構(gòu)后，微帶天線的諧振頻率和帶寬基本保持不變。相比于普通微帶天線，加載SR覆層后，微帶天線