基于超材料結(jié)構(gòu)和特性的電小螺旋天線設(shè)計(jì)與優(yōu)化.pdf

1、在無線通信系統(tǒng)中天線有著舉足輕重的作用。隨著無線信息系統(tǒng)的飛速發(fā)展，對(duì)天線的小型化需求日益增加。作為小尺寸天線的重要類型，設(shè)計(jì)匹配和輻射特性優(yōu)良的電小天線具有重要意義。本論文在充分調(diào)研電小天線理論和超材料理論及應(yīng)用的基礎(chǔ)上，對(duì)設(shè)計(jì)和改進(jìn)電小的法向模螺旋天線進(jìn)行了研究。本論文的主要內(nèi)容如下：
　　第一章，介紹了論文工作的研究背景。系統(tǒng)回顧了電小天線理論的發(fā)展歷程，并且對(duì)近幾年基于超材料的天線小型化工作進(jìn)展進(jìn)行了綜述。
　　第二

2、章，介紹了論文工作中所用到的兩部分理論知識(shí)，即法向模螺旋天線的經(jīng)典模型和近年來提出的改進(jìn)模型以及求解復(fù)合左右手傳輸線色散關(guān)系的三種方法。
　　第三章，我們?cè)敿?xì)分析了非均勻電流分布螺旋天線的輻射特性并給出了解析解，通過對(duì)幾種典型尺寸螺旋天線的全波仿真，驗(yàn)證了解析解的正確性?；诮鼒?chǎng)耦合饋電的思想設(shè)計(jì)了一個(gè)總長度為半波長的非均勻電流分布法向模螺旋天線，通過建立等效電路模型解釋了天線的工作原理和匹配方法。最終得到了一個(gè)特征尺寸ka為0.

3、2條件下具有良好輻射效率和圓極化輻射特性的法向模螺旋天線。
　　第四章，為了設(shè)計(jì)表面電流呈均勻分布的法向模螺旋天線，基于復(fù)合左右手傳輸線理論，對(duì)周期性加載電容的平行板傳輸線進(jìn)行了分析，得到了其色散曲線特別是零相移頻點(diǎn)。基于此結(jié)構(gòu)分別設(shè)計(jì)了工作于兩個(gè)不同頻段，特征尺寸ka分別為0.28和0.31的雙繞圓柱形和方柱形法向模螺旋天線，天線表面電流均為均勻分布，獲得了良好匹配和圓極化特性，并且其 Q值在一定程度上接近了該尺寸下圓極化天線的

4、Q值極限。
　　第五章，對(duì)于法向模螺旋天線的經(jīng)典電－磁偶極子模型，對(duì)其中的電小環(huán)天線儲(chǔ)能情況進(jìn)行了初步研究。通過對(duì)經(jīng)典環(huán)天線理論中磁矢勢(shì)進(jìn)行數(shù)值積分，較為精確地計(jì)算了天線的外切球內(nèi)儲(chǔ)能和總儲(chǔ)能，并且通過與前人的結(jié)果和全波仿真解對(duì)比，驗(yàn)證了求解結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時(shí)，考察了環(huán)內(nèi)填充理想雙負(fù)材料的情形，發(fā)現(xiàn)當(dāng)雙負(fù)材料的本構(gòu)參數(shù)為一定特定值時(shí)，天線外切球內(nèi)儲(chǔ)能及相應(yīng)的天線Q值有可能大幅降低。
　　第六章，總結(jié)了全文工作，并對(duì)下一步將要