發(fā)布時間：2020-04-07 05:35

【摘要】：近些年來,從最初的語音通信發(fā)展到現(xiàn)在的視頻通信,從原來的2G發(fā)展到現(xiàn)在5G、WLAN,甚至是未來的6G,通訊技術(shù)一直在不斷的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)的用戶數(shù)量和需求也在迅速增長,于是多功能綜合通訊平臺成為必然趨勢。一個平臺為實現(xiàn)多種功能,需要把工作在不同狀態(tài)的天線集成在一起。然而多個天線工作在同一平臺,必然會出現(xiàn)各個天線之間干擾變大這一問題�？芍貥�(gòu)天線由于其特性及形式的可控性受到廣泛的關(guān)注�？芍貥�(gòu)天線是指該天線能夠根據(jù)系統(tǒng)的要求來調(diào)整其自身的工作性能,進(jìn)而實現(xiàn)不同的工作狀態(tài)。相對于常規(guī)的固體形式的可重構(gòu)天線,液態(tài)金屬可重構(gòu)天線優(yōu)勢較為明顯,首先液態(tài)金屬可以實現(xiàn)連續(xù)調(diào)諧,可重構(gòu)范圍也較大;其次液態(tài)金屬由于其流動特性而具有較強的自我修復(fù)特性,基本不會產(chǎn)生類似機(jī)械造成的折斷或者彎曲等難以修復(fù)的損傷;最后當(dāng)天線處于非工作狀態(tài)時,可以將液態(tài)金屬抽出,能夠大大降低其雷達(dá)散射截面。本文首先闡述了液態(tài)金屬的基本特性以及微帶天線的基本理論,其中微帶天線理論主要包含定義、輻射特性、饋電方式以及相關(guān)參數(shù),并總結(jié)了其優(yōu)缺點。本文設(shè)計了三種天線:液態(tài)金屬頻率可重構(gòu)單極化天線、液態(tài)金屬頻率可重構(gòu)雙極化天線以及液態(tài)金屬頻率可重構(gòu)二元陣列天線。之后,又對二元陣列天線進(jìn)行了實物加工,經(jīng)過調(diào)試后進(jìn)行了測試,結(jié)果良好。接下來將對這幾種天線作簡單的介紹:1、液態(tài)金屬頻率可重構(gòu)單極化天線,該天線在地板上刻有“H”形縫隙,在上層介質(zhì)板中開一個微流體矩形槽,通過在矩形槽中填充不同的溶液實現(xiàn)高頻、低頻的切換。在此設(shè)計中液態(tài)金屬選用的是鎵銦錫合金(Galinstan),隔離溶液選擇與之不相融的特氟龍(Teflon)溶液。當(dāng)矩形槽中填充Teflon溶液時,天線工作在高頻狀態(tài),覆蓋3.55-3.81GHz;當(dāng)矩形槽中填充鎵銦錫合金(Galinstan),天線工作在低頻狀態(tài),覆蓋3.37-3.62GHz。2、液態(tài)金屬頻率可重構(gòu)雙極化天線,本文設(shè)計了兩種雙極化天線,第一種雙極化天線是在單極化天線的基礎(chǔ)上設(shè)計的,采用了“H”形縫隙,在上層介質(zhì)板PDMS中開有微流體環(huán)形槽,通過在該槽中填充Galinstan或者Teflon溶液,實現(xiàn)高頻和低頻的轉(zhuǎn)換,為了進(jìn)一步改善S_(11),在“H”形縫隙雙極化天線的基礎(chǔ)上又設(shè)計了第二種雙極化天線——“沙漏”形縫隙雙極化天線,通過對縫隙的改進(jìn),天線最終在S_(11)-14dB時高頻和低頻均滿足帶寬要求。3、液態(tài)金屬頻率可重構(gòu)二元陣列天線,液態(tài)金屬陣列天線是以“沙漏”形雙極化天線為單元,采用T型功分器進(jìn)行饋電,天線在S_(11)-14dB時,高頻、低頻滿足帶寬要求。之后對二元陣列進(jìn)行實物加工以及測試,最終測試結(jié)果滿足要求。相較于其他液態(tài)金屬可重構(gòu)天線帶寬窄、性能不穩(wěn)定等缺點,該天線結(jié)構(gòu)簡單,容易實現(xiàn),且?guī)捿^寬,方向性穩(wěn)定,頻率切換對方向圖的影響較小。
【圖文】：

圖1.1 MEMS 開關(guān)可重構(gòu)天線結(jié)構(gòu)圖了一種利用變?nèi)荻䴓O管控制的可重構(gòu)雙頻微帶天貼片內(nèi)嵌入六邊形槽，，該六邊形槽具有三個擴(kuò)展臂槽擴(kuò)展臂的末端，帶有三個擴(kuò)展臂的六邊形縫隙激

(a)俯視圖 (b)側(cè)視圖圖1.2 變?nèi)荻䴓O管可重構(gòu)天線的結(jié)構(gòu)文獻(xiàn)[19]中介紹了一種用 PIN 二極管作為調(diào)諧元件的頻率可重構(gòu)縫隙天線，這種開關(guān)元件運行速度較快，但不易集成。天線結(jié)構(gòu)如圖 1.3 所示，該天線在輻射貼片中開有十字形縫隙，在這個十字形縫隙中放置了六個 PIN 二極管，其中有三個 PIN 二極管 S1、S2、S3 放置在 X 軸方向，而另外三個 S4、S5、S6 放置在 Y 軸方向。通過改變這六個 PIN 二極管的開關(guān)狀態(tài)，可以使貼片上的縫隙長度發(fā)生改變，因此天線的工作頻率可以切換。該天線最終可以實現(xiàn)十一種工作頻段的切換
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN822

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;云南液態(tài)金屬產(chǎn)業(yè)異軍突起[J];中國粉體工業(yè);2017年01期

2 姚飛;;液態(tài)金屬的應(yīng)用[J];科技視界;2019年05期

3 張靜妙;;劉靜:激活液態(tài)金屬的生命[J];中關(guān)村;2018年07期

4 李振明;劉偉;趙勇青;劉峗甲;丘明;;基于液態(tài)金屬的高熱流密度電力設(shè)備冷卻實驗研究[J];電工電能新技術(shù);2017年04期

5 ;前景無限的液態(tài)金屬[J];現(xiàn)代物理知識;2017年02期

6 ;我國液態(tài)金屬研究取得新突破[J];機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用;2017年03期

7 ;液態(tài)金屬 在科幻與現(xiàn)實之間[J];功能材料信息;2014年04期

8 ;比“大白”更貼心:液態(tài)金屬機(jī)器人可遠(yuǎn)程擁抱[J];軍事文摘;2015年12期

9 ;液態(tài)金屬驅(qū)動機(jī)器人問世[J];發(fā)明與創(chuàng)新(中學(xué)生);2019年01期

10 林寬雨;;液態(tài)金屬的X檔案[J];科學(xué)大眾(小學(xué)版);2018年Z1期

相關(guān)會議論文 前10條

1 周月明;潘勝波;瞿雪元;淺井茲生;佐佐健介;;電磁場下液態(tài)金屬保持的實驗研究[A];2007中國鋼鐵年會論文集[C];2007年

2 韓東;趙仲震;紀(jì)西勝;姚婷;;小型液態(tài)金屬反應(yīng)堆在海洋條件下的應(yīng)用分析[A];中國核科學(xué)技術(shù)進(jìn)展報告（第四卷）——中國核學(xué)會2015年學(xué)術(shù)年會論文集第2冊（核能動力分卷（上））[C];2015年

3 李東剛;;利用慢中子散射測量液態(tài)金屬擴(kuò)散系數(shù)[A];第三屆散裂中子源多學(xué)科應(yīng)用研討會論文集[C];2006年

4 劉威;杜開發(fā);汪的華;;液態(tài)金屬對鋼材的腐蝕機(jī)制研究[A];第十屆全國腐蝕大會摘要集[C];2019年

5 吳澤霖;魏代坤;曹全梁;諶祺;韓小濤;;基于渦流法的液態(tài)金屬合金的電阻率測量[A];第三屆全國電磁冶金與強磁場材料科學(xué)會議學(xué)術(shù)論文集[C];2016年

6 武振偉;劉凱欣;;液態(tài)金屬微觀動力學(xué)與中程原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系[A];中國力學(xué)大會-2015論文摘要集[C];2015年

7 周洪強;孫海權(quán);張鳳國;王裴;;液態(tài)金屬的層裂破碎[A];第七屆全國工程結(jié)構(gòu)安全防護(hù)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

8 王康麗;;新型液態(tài)金屬儲能電池的進(jìn)展與挑戰(zhàn)[A];第五屆全國儲能科學(xué)與技術(shù)大會摘要集[C];2018年

9 鐘浪祥;胡金亮;張博;;一種測量液態(tài)金屬原子擴(kuò)散的多層平動剪切技術(shù)[A];第十一屆中國鋼鐵年會論文集——S12.非晶合金[C];2017年

10 王道林;賀強;;超聲驅(qū)動液態(tài)金屬馬達(dá)[A];中國化學(xué)會第十六屆膠體與界面化學(xué)會議論文摘要集——第六分會：應(yīng)用膠體與界面化學(xué)[C];2017年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 記者 吳晶晶;“終結(jié)者”真要來了？[N];新華每日電訊;2015年

2 本報特約記者 沈良斌;液態(tài)金屬成果有望“井噴”[N];曲靖日報;2018年

3 記者 吳長鋒;我學(xué)者研發(fā)出液態(tài)金屬驅(qū)動機(jī)器人[N];科技日報;2018年

4 記者 李大慶;液態(tài)金屬不僅會變形還會變色[N];科技日報;2018年

5 記者 筱椿;宣威經(jīng)開區(qū) 扎實推進(jìn)液態(tài)金屬產(chǎn)業(yè)發(fā)展[N];云南經(jīng)濟(jì)日報;2019年

6 佳麗;我國液態(tài)金屬研究獲新突破[N];中國航空報;2019年

7 本報特約記者 沈良斌;液態(tài)金屬又添新產(chǎn)品[N];曲靖日報;2019年

8 記者 張俊;理順體制機(jī)制 厘清發(fā)展思路 盡快實現(xiàn)液態(tài)金屬產(chǎn)業(yè)化發(fā)展[N];曲靖日報;2019年

9 本報記者 陳麗娟 嚴(yán)超君;看曲靖如何玩轉(zhuǎn)神奇的液態(tài)金屬[N];曲靖日報;2018年

10 本報記者 趙洋洋;宣威打造“中國液態(tài)金屬谷”[N];曲靖日報;2018年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 韓佳佳;聚變堆高溫強磁場液態(tài)金屬流動傳熱與傳質(zhì)研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2019年

2 孟獻(xiàn)才;聚變裝置中相關(guān)材料在液態(tài)鋰中的腐蝕特性研究[D];湖南大學(xué);2018年

3 張海濤;高壓對液態(tài)鋯、鎳及合金凝固微結(jié)構(gòu)演變影響的模擬研究[D];湖南大學(xué);2018年

4 游曦鳴;液態(tài)鋰與冷卻劑相互作用爆炸特性實驗研究[D];上海交通大學(xué);2017年

5 鐘云波;電磁力場作用下液態(tài)金屬中非金屬顆粒遷移規(guī)律及其應(yīng)用研究[D];上海大學(xué);2000年

6 谷廷坤;合金熔體局域結(jié)構(gòu)的實驗及從頭算研究[D];山東大學(xué);2005年

7 馬坤全;液態(tài)金屬芯片散熱方法的研究[D];中國科學(xué)院研究生院（理化技術(shù)研究所）;2008年

8 周麗麗;液態(tài)金屬鉛凝固過程中微觀結(jié)構(gòu)演變特性的模擬研究[D];湖南大學(xué);2012年

9 蔣元祺;液態(tài)金屬快凝過程中團(tuán)簇結(jié)構(gòu)遺傳與演變特性的密度泛函研究[D];湖南大學(xué);2015年

10 李根;液態(tài)金屬及碳納米管強化界面?zhèn)鳠嵫芯縖D];大連海事大學(xué);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王澤;Q&P980鍍鋅鋼板電阻點焊中的液態(tài)金屬脆產(chǎn)生機(jī)理及影響因素研究[D];上海交通大學(xué);2017年

2 梁南南;基于ECT系統(tǒng)對鑄模內(nèi)液態(tài)金屬流動狀態(tài)的可視化研究[D];遼寧大學(xué);2019年

3 劉國安;液態(tài)金屬電池狀態(tài)估計研究[D];華中科技大學(xué);2019年

4 黃世蒙;液態(tài)金屬自蒸發(fā)磁流體發(fā)電機(jī)性能研究[D];南京航空航天大學(xué);2019年

5 孫志遠(yuǎn);基于液態(tài)金屬材料的S波段可重構(gòu)天線設(shè)計[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

6 楊智琴;液態(tài)金屬的電驅(qū)動及其可重構(gòu)天線輻射性能[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

7 朱二磊;高壓控型液態(tài)金屬電極電火花加工研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

8 李亞楠;液態(tài)金屬可重構(gòu)天線研究[D];西安電子科技大學(xué);2019年

9 王偉;基于液態(tài)金屬表面反應(yīng)的頻率可重構(gòu)天線設(shè)計[D];西安電子科技大學(xué);2019年

10 楊錦斌;基于液態(tài)金屬的柔性電極電路的設(shè)計、制造及應(yīng)用[D];深圳大學(xué);2018年

本文編號：2617516