低頻段MEMS微帶分形天線研究.pdf

1、現(xiàn)代戰(zhàn)爭是信息戰(zhàn)、立體戰(zhàn)，其重要的支撐技術(shù)之一就是空中通信節(jié)點(diǎn)技術(shù)。傳統(tǒng)的空中通信節(jié)點(diǎn)裝備由于體積大、重量重，會影響載體攜帶的載荷，對飛行器提出了很高的要求。顯著的例子是：安裝在載體外部的由傳統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)制造的天線，由于體積比較大，對飛行產(chǎn)生了較大的不利影響。而且傳統(tǒng)的以聚四氟乙烯為基底的天線不能滿足遠(yuǎn)距離、大功率發(fā)射要求。
　　基于微機(jī)電系統(tǒng)(MicroElectro-Mechanical-systems，MEMS)技術(shù)制造的以硅

2、材料為基底的微帶天線，能與通信前端集成，尺寸大大減小，能夠滿足空中點(diǎn)對點(diǎn)通信的大功率發(fā)射要求，空中通信設(shè)備的體積，重量也大大減小了，而且在功能、物理性能、制造成本等方面都擁有無可比擬優(yōu)勢，是未來天線發(fā)展的趨勢。
　　本文在運(yùn)用分形天線技術(shù)、缺陷地構(gòu)技術(shù)等最新研究成果的基礎(chǔ)上對所設(shè)計(jì)的L波段微帶天線做了小型化、多頻化的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，較好地解決了MEMS微帶天線小型化的問題，更好的滿足了空中通信設(shè)備的要求，其綜合戰(zhàn)斗力能夠明顯提高。

3、>　　MEMS技術(shù)應(yīng)用于微帶天線的設(shè)計(jì)，尤其在高頻段可以加工出尺寸非常小而且性能高的微帶天線。但是傳統(tǒng)的低頻段矩形微帶天線尺寸較大，應(yīng)用MEMS技術(shù)加工有較大局限。針對MEMS加工工藝及硅材料的規(guī)格限制與低頻段波長長，天線單元尺寸以及微帶天線陣列陣元間距大的矛盾，本文主要做了以下工作：
　　1.分析了微帶天線的基底材料以及不同饋電方式對天線性能的影響，設(shè)計(jì)了硅--二氧化硅（石英玻璃）雙層介質(zhì)基底、新型共面耦合饋電的饋電方式；

4、>　　2.利用HFSS軟件進(jìn)行了L波段MEMS微帶分形天線設(shè)計(jì)仿真，二單元微帶分形天線陣列諧振頻率為1.93GHz，單元尺寸為27×27mm；
　　3.設(shè)計(jì)了一種新型缺陷地構(gòu)應(yīng)用于降低天線陣元間的耦合，使MEMS微帶分形天線陣列單元間距縮小到0.388λ0，增益達(dá)到6.3dB；
　　4.設(shè)計(jì)了一種在微帶天線下方地板上開槽的新方法用于拓展天線帶寬，使MEMS微帶分形天線陣列帶寬拓展到約110MHz，各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到項(xiàng)目要求；<