【摘要】：傳統(tǒng)的矩形單極子天線帶寬無法滿足越來越多的無線通信設(shè)備的需求�；谔卣髂＠碚�,通過分析天線的特征值,把表面電流分解成相應(yīng)的特征電流。它可以從物理本質(zhì)上研究天線的輻射機理,從而有效的指導(dǎo)天線設(shè)計。改進了天線結(jié)構(gòu)和饋電方法,采用柔性Kapton Polyimide基板材料,設(shè)計了可穿戴的單極子天線,并用于多輸入多輸出天線系統(tǒng),以保證信息傳輸?shù)目煽啃�。為了降低耦�?提出了橋連開口諧振環(huán)(Bridged Split Ring Resonator,BSRR)結(jié)構(gòu),優(yōu)化了它與天線的間距。仿真結(jié)果表明,S11-10d B時的帶寬為2.45GHz-13.19GHz,帶寬覆蓋FCC規(guī)定的UWB頻段。與不加BSRR結(jié)構(gòu)相比,MIMO天線之間的耦合降低了15.4785d B。
【圖文】：

0n時，表示該模式在此頻率下儲存的磁能，呈現(xiàn)感性；當(dāng)0n時，表示該模式在此頻率下諧振，為諧振模式；當(dāng)0n時，表示該模式在此頻率下儲存的電能，呈現(xiàn)容性。在天線設(shè)計中，特征值和特征電流只與天線的結(jié)構(gòu)、尺寸和工作頻率有關(guān)，和激勵信號無關(guān)。因為n變化范圍很大，不便觀察，所以引入變化范圍在(0,1內(nèi)]的量ModalSignificance（MS），1|1|nMSj（6）1.2特征模在天線分析與設(shè)計中的應(yīng)用文獻[7]給出了傳統(tǒng)的共面波導(dǎo)饋電的矩形單極子天線，其天線結(jié)構(gòu)和HFSS仿真得到的反射系數(shù)如圖1所示。圖1傳統(tǒng)的單極天線結(jié)構(gòu)和反射系數(shù)由結(jié)果可知，11S10dB時的天線帶寬為2.03GHz5.02GHz，無法完全覆蓋美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）規(guī)定的超寬帶頻段。下面用FEKOSuite7.0全波仿真軟件進行特征模分析，前六個模式對應(yīng)MS隨頻率的變化曲線如圖2所示。由圖2可知，頻率為7GHz時，主導(dǎo)模式為13JJ，電流分布如圖3所示。由圖3可知，在7GHz時電流并未流過輻射貼片的整個表面，所以輻射性能略低。為了提高圖2矩形單極子天線前六個模式圖3頻率為7GHz時歸一化特征電流輻射性能以達到超寬帶的目的，，通過改變天線的形狀來迫使模式電流流經(jīng)整個天線表面，增加電流流過的路徑，展寬帶寬。2可穿戴MIMO天線單元基板采用柔性材料KaptonPolyimide，其厚度為0.0508mm，相對介電常數(shù)為3.5，正切損耗為0.002。它具有柔軟、生物兼容性好、易與人體共形、結(jié)實且耐擠壓等特點。改進的可穿戴MIMO天線單元如圖4所示，表1為優(yōu)化后天線的尺寸參數(shù)。為了減少反射，在對稱位置開了四個長為1mm，寬為0.5mm的矩形槽。仿真結(jié)果表明時帶寬為2.45GHz13.19GHz，絕對帶寬為10.74GHz。471微波學(xué)報2016年8月

號無關(guān)。因為n變化范圍很大，不便觀察，所以引入變化范圍在(0,1內(nèi)]的量ModalSignificance（MS），1|1|nMSj（6）1.2特征模在天線分析與設(shè)計中的應(yīng)用文獻[7]給出了傳統(tǒng)的共面波導(dǎo)饋電的矩形單極子天線，其天線結(jié)構(gòu)和HFSS仿真得到的反射系數(shù)如圖1所示。圖1傳統(tǒng)的單極天線結(jié)構(gòu)和反射系數(shù)由結(jié)果可知，11S10dB時的天線帶寬為2.03GHz5.02GHz，無法完全覆蓋美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）規(guī)定的超寬帶頻段。下面用FEKOSuite7.0全波仿真軟件進行特征模分析，前六個模式對應(yīng)MS隨頻率的變化曲線如圖2所示。由圖2可知，頻率為7GHz時，主導(dǎo)模式為13JJ，電流分布如圖3所示。由圖3可知，在7GHz時電流并未流過輻射貼片的整個表面，所以輻射性能略低。為了提高圖2矩形單極子天線前六個模式圖3頻率為7GHz時歸一化特征電流輻射性能以達到超寬帶的目的，通過改變天線的形狀來迫使模式電流流經(jīng)整個天線表面，增加電流流過的路徑，展寬帶寬。2可穿戴MIMO天線單元基板采用柔性材料KaptonPolyimide，其厚度為0.0508mm，相對介電常數(shù)為3.5，正切損耗為0.002。它具有柔軟、生物兼容性好、易與人體共形、結(jié)實且耐擠壓等特點。改進的可穿戴MIMO天線單元如圖4所示，表1為優(yōu)化后天線的尺寸參數(shù)。為了減少反射，在對稱位置開了四個長為1mm，寬為0.5mm的矩形槽。仿真結(jié)果表明時帶寬為2.45GHz13.19GHz，絕對帶寬為10.74GHz。471微波學(xué)報2016年8月
【作者單位】： 西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院;
【分類號】：TN820

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 李思敏;姜興;林為干;;一種快速求解波導(dǎo)模式瞬態(tài)響應(yīng)的新方法[J];電波科學(xué)學(xué)報;2006年02期

2 ;[J];;年期

相關(guān)會議論文 前2條

1 沈文輝;周希朗;單志勇;曹偉;;電磁問題的特征模方法及其在天線分析中的應(yīng)用[A];2003'全國微波毫米波會議論文集[C];2003年

2 吳煒霞;王秉中;張泳;;特征模設(shè)計兩端口方向圖分集天線[A];2005'全國微波毫米波會議論文集（第一冊）[C];2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 王輝;緊湊型超寬帶多天線的設(shè)計與理論分析[D];電子科技大學(xué);2014年

2 黃文星;特征模展開方法應(yīng)用于聲波導(dǎo)計算的有效性研究[D];浙江大學(xué);2010年

3 張瑩;特征模理論及其在天線中的應(yīng)用[D];電子科技大學(xué);2012年

4 羅量錙;在具有QCD特征模型下的高能繞射過程[D];廣西大學(xué);2008年

本文編號：2528888