基于超材料天線(xiàn)的研究.pdf

1、無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)隨著時(shí)代的發(fā)展在不斷地更新與升級(jí)，這也需要無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備的性能要愈來(lái)愈高。天線(xiàn)作為無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中的最前端的設(shè)備，也在不斷地向著小尺寸、寬頻段、高增益以及高效率的方向發(fā)展。傳統(tǒng)的微帶天線(xiàn)已經(jīng)不能滿(mǎn)足時(shí)代發(fā)展的要求，但是左手材料的發(fā)現(xiàn)卻為天線(xiàn)領(lǐng)域的研究開(kāi)辟了一條新的路徑。尤其是其微帶線(xiàn)實(shí)現(xiàn)形式下的復(fù)合左/右手傳輸線(xiàn)結(jié)構(gòu)，因?yàn)槠渌赜械姆N種優(yōu)異特性而受到了學(xué)術(shù)界的普遍關(guān)注。本文通過(guò)對(duì)復(fù)合左/右手傳輸線(xiàn)理論的理解與分析，研究其對(duì)實(shí)現(xiàn)天

2、線(xiàn)小型化和寬頻帶方面所具有的價(jià)值。
　　首先，本文簡(jiǎn)單敘述了超材料的發(fā)展歷程和超材料天線(xiàn)的研究背景、意義以及其國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀;同時(shí)，本文也介紹了在超材料天線(xiàn)設(shè)計(jì)中所用到的一些基礎(chǔ)理論知識(shí)。
　　然后，本文概括了幾種實(shí)現(xiàn)天線(xiàn)帶寬擴(kuò)展的技術(shù)，基于復(fù)合左/右手傳輸線(xiàn)理論設(shè)計(jì)了一款加載諧振環(huán)共面波導(dǎo)零階諧振天線(xiàn)。該天線(xiàn)的基本結(jié)構(gòu)是根據(jù)復(fù)合左/右手傳輸線(xiàn)的基本單元結(jié)構(gòu)構(gòu)建而成，并在此基礎(chǔ)上加載諧振環(huán)。本設(shè)計(jì)通過(guò)采用在共面波導(dǎo)零階諧振天

3、線(xiàn)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上加載諧振環(huán)的方法，使得天線(xiàn)新增了一個(gè)諧振頻點(diǎn)，最終利用其零階諧振點(diǎn)和新增頻點(diǎn)的相互結(jié)合而實(shí)現(xiàn)帶寬的拓展。該天線(xiàn)的尺寸大小為30×25×1.5 mm3。該天線(xiàn)工作頻段為1.67-2.51 GHz，其絕對(duì)帶寬為840 MHz，所在工作帶寬內(nèi)的平均增益和平均效率分別為3.14 dB和83.69％。該設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了天線(xiàn)的寬頻段、高增益的特性，可以很好的滿(mǎn)足GSM/UMTS/LTE/WLAN等無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的工作要求。
　　最后，本

4、文總結(jié)了實(shí)現(xiàn)天線(xiàn)小型化的幾種常見(jiàn)方法，根據(jù)復(fù)合左/右手傳輸線(xiàn)理論設(shè)計(jì)了一款小型化天線(xiàn)。該天線(xiàn)是由兩個(gè)CRLH-TL單元結(jié)構(gòu)構(gòu)成。為了擴(kuò)展天線(xiàn)的帶寬，通過(guò)調(diào)整天線(xiàn)的本構(gòu)參數(shù)來(lái)改變其諧振頻率，最終將其自身兩個(gè)諧振點(diǎn)融合，實(shí)現(xiàn)帶寬的拓展。該天線(xiàn)的物理尺寸僅為17.7×25×1.6 mm3，本設(shè)計(jì)在不增加天線(xiàn)尺寸和復(fù)雜度的情況下，有效地提升了帶寬。該天線(xiàn)的工作頻段為1.91-2.06GHz，其絕對(duì)帶寬為150MHz。由于天線(xiàn)的工作頻段相對(duì)于其尺