發(fā)布時(shí)間：2017-11-21 10:05

  本文關(guān)鍵詞：基于超材料多頻天線的研究

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【摘要】：超材料是目前一個(gè)很熱的研究課題,同時(shí)多頻天線具有尺寸小,成本低等優(yōu)點(diǎn),所以在通信領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。當(dāng)超材料被應(yīng)用在多頻天線中,就為天線的發(fā)展注入了新鮮的元素。本文的主要內(nèi)容是研究基于超材料的多頻天線,旨在設(shè)計(jì)多頻多模天線。本文的主要研究內(nèi)容如下:首先設(shè)計(jì)了基于互補(bǔ)環(huán)諧振腔(CSRR)和復(fù)合左/右手式傳輸線(CRLH)的三頻天線,分析了CSRR和CRLH的工作原理,建立了它們的等效的電路圖結(jié)構(gòu),然后針對(duì)于我所設(shè)計(jì)的天線結(jié)構(gòu),進(jìn)行仿真并分析結(jié)果,調(diào)整天線的匹配結(jié)構(gòu),改善天線的阻抗特性,對(duì)于 10d B工作帶寬,天線在三個(gè)工作頻率下分別為3.85~4.01GHz,5.46~6.76 GHz,和7.986~8.121 G Hz,相對(duì)帶寬分別為4%,21.2 8%,和1.7%。然后根據(jù)天線的表面電流的仿真結(jié)果,利用復(fù)合左/右手式傳輸線理論,在天線的三個(gè)工作頻帶上分別得出了天線的等效的電路圖結(jié)構(gòu),從理論上對(duì)天線的工作原理進(jìn)行分析。最后完成對(duì)天線的實(shí)物加工,并完成對(duì)天線的輻射特性和阻抗特性的測量,與仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果吻合良好,并分析了小誤差產(chǎn)生的原因。接下來設(shè)計(jì)了兩種基于超材料的雙頻式圓極化的天線。同軸饋電的雙頻式圓極化的天線利用了同軸線進(jìn)行單點(diǎn)饋電,微帶線饋電的雙頻式圓極化的天線利用了微帶帶條進(jìn)行饋電,并完成了天線阻抗的匹配。對(duì)于同軸線單點(diǎn)饋電的微帶天線,首先完成了天線的幾何模型的設(shè)計(jì),通過CST進(jìn)行仿真,建立了天線的雙頻圓極化的工作模式,通過天線結(jié)構(gòu)的微調(diào),對(duì)天線進(jìn)行優(yōu)化。然后分析了超材料天線的產(chǎn)生原因,利用金屬圓片上的縫隙形成了左手式電容結(jié)構(gòu),利用貼片與地板之間的過孔形成了左手式電感,從而形成了天線的超材料結(jié)構(gòu),在這部分基礎(chǔ)上,畫出了天線的等效的電路圖模型,分析了包括雙頻的產(chǎn)生原因與圓極化的產(chǎn)生原因。然后,對(duì)于用微帶線來饋電的微帶天線,同樣首先完成了天線的幾何模型的設(shè)計(jì),接下來利用仿真結(jié)果對(duì)天線的結(jié)構(gòu)進(jìn)行微調(diào),達(dá)到優(yōu)化的目的。天線的 10d B帶寬是2.08 5~2.08 9G Hz和2.31 0~2.34 3G Hz,增益為2.6 d B和6.3 d B。對(duì)于微帶線饋電的雙頻式圓極化的天線,一樣的是利用金屬圓片上的縫隙形成了左手式電容結(jié)構(gòu),但對(duì)于天線的電感,則是利用金屬帖片上兩個(gè)互相垂直的金屬短棒形成的,通過微調(diào)金屬短棒之間的夾角,使得在天線上形成夾角為90°的電流,從而實(shí)現(xiàn)了天線的圓極化。天線的 10d B帶寬是2.17~2.20GHz和2.45~2.46GHz,增益為8.1d B和7.4d B。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN822
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本文編號(hào)：1210528