發(fā)布時間：2017-04-11 00:36

  本文關(guān)鍵詞：基于超材料天線的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無線通信系統(tǒng)隨著時代的發(fā)展在不斷地更新與升級,這也需要無線通信設(shè)備的性能要愈來愈高。天線作為無線通信系統(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)的微帶天線已經(jīng)不能滿足時代發(fā)展的要求,但是左手材料的發(fā)現(xiàn)卻為天線領(lǐng)域的研究開辟了一條新的路徑。尤其是其微帶線實現(xiàn)形式下的復(fù)合左/右手傳輸線結(jié)構(gòu),因為其所特有的種種優(yōu)異特性而受到了學(xué)術(shù)界的普遍關(guān)注。本文通過對復(fù)合左/右手傳輸線理論的理解與分析,研究其對實現(xiàn)天線小型化和寬頻帶方面所具有的價值。首先,本文簡單敘述了超材料的發(fā)展歷程和超材料天線的研究背景、意義以及其國內(nèi)外研究現(xiàn)狀；同時,本文也介紹了在超材料天線設(shè)計中所用到的一些基礎(chǔ)理論知識。然后,本文概括了幾種實現(xiàn)天線帶寬擴展的技術(shù),基于復(fù)合左/右手傳輸線理論設(shè)計了一款加載諧振環(huán)共面波導(dǎo)零階諧振天線。該天線的基本結(jié)構(gòu)是根據(jù)復(fù)合左/右手傳輸線的基本單元結(jié)構(gòu)構(gòu)建而成,并在此基礎(chǔ)上加載諧振環(huán)。本設(shè)計通過采用在共面波導(dǎo)零階諧振天線的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上加載諧振環(huán)的方法,使得天線新增了一個諧振頻點,最終利用其零階諧振點和新增頻點的相互結(jié)合而實現(xiàn)帶寬的拓展。該天線的尺寸大小為30x25×1.5 mm3。該天線工作頻段為1.67-2.51 GHz,其絕對帶寬為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)計實現(xiàn)了天線的寬頻段、高增益的特性,可以很好的滿足GSM/UMTS/LTE/WLAN等無線通信系統(tǒng)的工作要求。最后,本文總結(jié)了實現(xiàn)天線小型化的幾種常見方法,根據(jù)復(fù)合左／右手傳輸線理論設(shè)計了一款小型化天線。該天線是由兩個CRLH-TL單元結(jié)構(gòu)構(gòu)成。為了擴展天線的帶寬,通過調(diào)整天線的本構(gòu)參數(shù)來改變其諧振頻率,最終將其自身兩個諧振點融合,實現(xiàn)帶寬的拓展。該天線的物理尺寸僅為17.7x25x1.6 mm3,本設(shè)計在不增加天線尺寸和復(fù)雜度的情況下,有效地提升了帶寬。該天線的工作頻段為1.91-2.06GHz,其絕對帶寬為150MHz。由于天線的工作頻段相對于其尺寸來說比較低,所以天線在其增益方面的表現(xiàn)并不是很好,同時這也是天線實現(xiàn)小尺寸時不可避免的一個負(fù)面影響。
【關(guān)鍵詞】：超材料 復(fù)合左/右手傳輸線 寬帶 高增益 小型化
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN828;TN92
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 緒論11-16
• 1.1 課題研究背景與意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 論文主要內(nèi)容與章節(jié)安排14-16
• 第2章 天線設(shè)計的相關(guān)理論16-27
• 2.1 天線的基本參量16-19
• 2.1.1 電路參量16-17
• 2.1.2 輻射參量17-19
• 2.2 左手材料的電磁特性19-21
• 2.2.1 左手特性19-20
• 2.2.2 后向波20
• 2.2.3 負(fù)折射率20-21
• 2.3 復(fù)合左/右手傳輸線的理論21-27
• 2.3.1 復(fù)合左/右手傳輸線方程21-25
• 2.3.2 復(fù)合左/右手傳輸線的物理實現(xiàn)25-27
• 第3章 加載諧振環(huán)的共面波導(dǎo)零階諧振天線設(shè)計27-41
• 3.1 負(fù)數(shù)階、零階諧振器的基本原理27-30
• 3.2 超材料天線的帶寬擴展方法30-33
• 3.3 加載諧振環(huán)的共面波導(dǎo)零階諧振天線設(shè)計33-35
• 3.3.1 基于CRLH-TL結(jié)構(gòu)的零階諧振天線33-34
• 3.3.2 零階諧振天線加載諧振環(huán)34-35
• 3.4 天線的仿真與實測結(jié)果與分析35-40
• 3.5 同類型超材料天線性能對比40
• 3.6 本章小結(jié)40-41
• 第4章 非對稱共面波導(dǎo)的小型化天線設(shè)計41-53
• 4.1 小型化技術(shù)41-45
• 4.1.1. 采用特殊介質(zhì)41-42
• 4.1.2. 加載技術(shù)42-44
• 4.1.3. 曲流技術(shù)44-45
• 4.2 非對稱共面波導(dǎo)天線設(shè)計45-47
• 4.3 天線仿真結(jié)果與分析47-51
• 4.4 同類型小型化天線性能對比51-52
• 4.5 本章小結(jié)52-53
• 結(jié)論與未來的工作53-54
• 致謝54-55
• 參考文獻(xiàn)55-60
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文60

【參考文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 舒攀林;小尺寸寬帶多頻段天線的研究與設(shè)計[D];西南交通大學(xué);2013年

2 李艷;基于復(fù)合左/右手傳輸線的多頻小型化天線研究[D];西南交通大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：基于超材料天線的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：297871