基于超介質(zhì)微帶天線小型化與多頻特性研究.pdf

1、隨著通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)的快速拓展，通信設(shè)備不斷地向小型化發(fā)展，對(duì)天線尺寸、集成化及工作頻段的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。在某些通信場(chǎng)合，較低的通信頻段導(dǎo)致傳統(tǒng)半波長(zhǎng)微帶天線的實(shí)際尺寸偏大，故采用一定措施實(shí)現(xiàn)尺寸減小是非常必要的。同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)對(duì)通帶內(nèi)其它頻率的抑制作用，很多通信系統(tǒng)都要求天線具備穩(wěn)定的多頻工作特性。而傳統(tǒng)的增頻技術(shù)僅能產(chǎn)生2-3個(gè)性能穩(wěn)定的工作頻段，且調(diào)試過(guò)程極其繁瑣。因此，研究和設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良的小型多頻微帶天線已經(jīng)成為一個(gè)迫切的需求。<

2、br>　　 超介質(zhì)的成功合成為天線小型化和多頻特性的實(shí)現(xiàn)提供了更為簡(jiǎn)便的途徑。本文利用兩種不同形式的超介質(zhì)——復(fù)合左右手傳輸線和腔體型超介質(zhì)，分別構(gòu)建了四種不同類型的超介質(zhì)微帶天線，均實(shí)現(xiàn)了天線的小型化和多頻工作特性。兩大類超介質(zhì)在微帶天線中的不同加載方式，還使得天線其它性能得到不同的改善。根據(jù)超介質(zhì)理論可知，基于超介質(zhì)微帶天線更容易實(shí)現(xiàn)天線多頻性能，進(jìn)一步降低物理尺寸。針對(duì)通信系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)天線小型化和多頻特性的問(wèn)題，本文系統(tǒng)地研究了

3、超介質(zhì)微帶天線構(gòu)造方案和分析了超介質(zhì)幾種不同加載方案各自的優(yōu)缺點(diǎn)，主要研究工作如下:
　　 (1)運(yùn)用電磁仿真軟件HFSS和MATLAB聯(lián)合仿真，著力構(gòu)建性能優(yōu)良腔體型超介質(zhì)模型。通過(guò)調(diào)節(jié)模型結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)超介質(zhì)在微波S、C頻段中具有雙負(fù)特性。
　　 (2)通過(guò)在普通多頻微帶天線的介質(zhì)基層內(nèi)和輻射貼片外部周期地加載腔體型超介質(zhì)單元，分別實(shí)現(xiàn)多頻微帶天線的小型化，并用HFSS軟件仿真分析加載超介質(zhì)前后微帶天線工作頻段、方向圖和增

4、益等參數(shù)變化。
　　 (3)基于復(fù)合左右手傳輸線原理，利用電磁仿真軟件HFSS設(shè)計(jì)一種基于復(fù)合左右手周期性結(jié)構(gòu)的小型多頻超介質(zhì)天線。結(jié)合縫隙切割技術(shù)，在周期性結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上重構(gòu)和加工了一種基于復(fù)合左右手非周期結(jié)構(gòu)的小型超介質(zhì)微帶天線，實(shí)現(xiàn)其諧振頻率能夠覆蓋WLAN的通信頻段。
　　 (4)對(duì)比基于腔體型結(jié)構(gòu)和復(fù)合左右手結(jié)構(gòu)的超介質(zhì)微帶天線，總結(jié)兩種不同類型各自的優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)復(fù)合左右手非周期結(jié)構(gòu)的超介質(zhì)微帶天線加載腔體型超介質(zhì)覆