基于超材料的TD-LTE極化可重構(gòu)天線設(shè)計(jì).pdf

1、時(shí)分長期演進(jìn)(Time Division Long Term Evolution，TD-LTE)是一種專門為移動(dòng)高寬帶應(yīng)用而設(shè)計(jì)的無線通信標(biāo)準(zhǔn)。在TD-LTE通信系統(tǒng)中，常常采用多天線、雙極化傳輸技術(shù)，以達(dá)到充分利用空間資源，提升通信系統(tǒng)容量的目的。為了滿足現(xiàn)代通訊系統(tǒng)對天線性能“靈活多變”的需要，極化可重構(gòu)天線應(yīng)運(yùn)而生。極化可重構(gòu)天線可以改變天線的極化方式，增加天線的應(yīng)用范圍，因此具有廣泛的應(yīng)用前景。近年來，各種結(jié)構(gòu)的超材料不斷涌現(xiàn)，

2、將其特殊的電磁特性應(yīng)用于天線設(shè)計(jì)中，可以通過機(jī)械的方式使天線實(shí)現(xiàn)極化可重構(gòu)，從而避免了電控極化可重構(gòu)天線中偏置器件帶來的各種問題，簡單、易于實(shí)現(xiàn)。目前，超材料加載極化可重構(gòu)微帶天線大多工作于單極化方式下，超材料加載極化可重構(gòu)雙極化微帶天線的研究很少見，因此，本文研究應(yīng)用于TD-LTE通信系統(tǒng)的超材料加載極化可重構(gòu)雙極化天線的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。
　　本論文的主要工作和成果可概括為:根據(jù)微帶天線理論設(shè)計(jì)工作于TD-LTE頻段的縫隙耦合雙

3、極化微帶貼片天線。在此基礎(chǔ)上，通過加載一層不同結(jié)構(gòu)的超材料表面設(shè)計(jì)了三款TD-LTE頻段的超材料加載極化可重構(gòu)雙極化天線，這三款天線的結(jié)構(gòu)和功能分別是:(1)基于十字形結(jié)構(gòu)的超材料設(shè)計(jì)了一款中心頻率為2.345GHz的超材料加載±45°極化微帶天線，通過機(jī)械方式旋轉(zhuǎn)超材料表面可使天線改變?yōu)樗?垂直極化，從而實(shí)現(xiàn)極化可重構(gòu)。(2)基于正方形切角的超材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了一款中心頻率為2.605GHz的超材料加載左/右旋圓極化微帶天線，通過機(jī)械方

4、式旋轉(zhuǎn)超材料表面可使天線改變?yōu)樗?垂直極化，實(shí)現(xiàn)極化可重構(gòu)。(3)基于雙扇形結(jié)構(gòu)的超材料設(shè)計(jì)了一款中心頻率為2.605GHz的超材料加載左/右旋圓極化微帶天線，通過機(jī)械方式旋轉(zhuǎn)超材料表面可使天線改變?yōu)椤?5°極化，實(shí)現(xiàn)極化可重構(gòu)。運(yùn)用電磁仿真軟件HFSS分別對三款天線進(jìn)行了仿真設(shè)計(jì)和優(yōu)化設(shè)計(jì)，并對設(shè)計(jì)好的超材料加載縫隙耦合微帶天線進(jìn)行了加工、測試。結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的三款雙極化天線工作在TD-LTE頻段，能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的極化可重構(gòu)，且在