基于左手材料的小型化差分微帶天線研究.pdf

1、無線通信技術的快速發(fā)展,促進了緊湊、全集成射頻前端產(chǎn)品成為無線通信系統(tǒng)的設計主流。差分天線改變了傳統(tǒng)的單端口設計方法,直接把差分信號饋入到天線的兩個端口,為設計高集成的射頻前端提供了有效的解決方案。微帶天線因重量輕、剖面低、易于集成等諸多優(yōu)點,已在諸多領域得到廣泛的應用。因此,差分微帶天線的研究引起了學者們的廣泛關注。
　　左手材料是自然界中不存在的人工周期結(jié)構(gòu),它具有介電常數(shù)和磁導率為負的特點。由于左手材料具有負折射、反常多普勒

2、效應、完美透鏡等奇異特點,因此左手材料具有潛在的應用價值。將左手材料應用于天線,提高天線性能成為一個越來越重要的研究方向。本文主要研究了基于左手材料的差分單頻貼片天線和基于左手材料的差分雙頻縫隙天線。論文主要包括以下幾部分內(nèi)容:
　　第一部分,簡要介紹了差分微帶天線和左手材料的研究現(xiàn)狀。
　　第二部分,首先介紹微帶天線的基本概念和基礎理論,包括微帶天線的分類和饋電方式,表征天線性能的幾個重要參數(shù)。其次介紹左手材料的概念,左手

3、結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的理論依據(jù)及左手材料等效介質(zhì)參數(shù)提取方法。
　　第三部分,提出了一種應用于全球微波互聯(lián)接入網(wǎng)絡(Worldwide Interoperability for Microwave Access, WiMAX)的差分單頻貼片天線,通過在輻射貼片刻蝕U型縫隙的方法實現(xiàn)天線的小型化。與傳統(tǒng)的半波長天線相比,天線的尺寸為15 mm×15 mm(0.38lg×0.38lg,lg為天線的導波波長)。為了改善天線的帶寬性能,設計了一種新型

4、的啞鈴型開口環(huán)金屬線復合周期結(jié)構(gòu)的左手材料,將左手材料作為天線的覆層。結(jié)果表明,覆層左手材料的差分單頻貼片天線的帶寬和增益均得到改善。
　　第四部分,提出了一種應用于射頻識別(Radio Frequency Identification, RFID)和無線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Network, WLAN)的差分雙頻縫隙天線,通過彎折縫隙的方法實現(xiàn)天線的雙頻諧振和小型化特性。與傳統(tǒng)的半波長天線相比,天線尺寸