發(fā)布時間：2017-03-27 07:09

  本文關(guān)鍵詞：固態(tài)等離子體重構(gòu)天線設(shè)計與實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近些年隨著可重構(gòu)天線在無線通訊領(lǐng)域的迅猛發(fā)展,天線的性能指標也需隨之不斷提升。本文依據(jù)固態(tài)等離子體理論、半導(dǎo)體理論和天線基本理論,對固態(tài)等離子體天線的重要組成部分-PIN單元(包括橫向PIN和垂直結(jié)構(gòu)PIN)進行了建模仿真和特性分析,并設(shè)計了幾款可重構(gòu)天線,具體工作內(nèi)容和創(chuàng)新點有:固態(tài)等離子體天線中的PIN單元與常規(guī)PIN二極管開關(guān)不同,是一種類似PIN結(jié)構(gòu)的限幅器,通過直流電壓的控制,能夠在高阻半導(dǎo)體表面形成具有類金屬特性的等離子體通道。本文對固態(tài)等離子體天線的關(guān)鍵組成部分-橫向PIN(Surface-PIN,S-PIN)單元在不同結(jié)構(gòu)/材料下進行了建模仿真和物理特性分析。設(shè)計了一款以GaAs為襯底的S-PIN固態(tài)等離子體方向圖可重構(gòu)陣列天線,該陣列天線使用S-PIN固態(tài)等離子體代替金屬組成天線陣的輻射面和饋電網(wǎng)絡(luò),以準八木天線為基本線陣單元結(jié)構(gòu),通過激發(fā)不同位置的S-PIN來改變天線陣的饋電網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)線陣輻射方向的可重構(gòu)。通過參數(shù)優(yōu)化,該款天線陣可在五個輻射方向之間切換工作,分別為:-45?、-20?、0?、+20?和+45?。根據(jù)實際半導(dǎo)體工藝要求,對以GaAs為襯底的垂直結(jié)構(gòu)PIN單元(GaAs-PIN)進行建模仿真,分析其伏安特性和載流子隨外加偏置電壓的變化特性。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計了一款固態(tài)等離子體頻率可重構(gòu)天線,通過激發(fā)不同位置的GaAs-PIN單元,從而改變天線輻射面的長度,最終實現(xiàn)天線工作頻率的可重構(gòu)。該款天線可在三個頻段之間切換工作,分別為:2.4GHz、2.78GHz和3.07GHz。設(shè)計了一款以GaAs-PIN為基本輻射單元的固態(tài)等離子體可重構(gòu)陣列天線,實現(xiàn)了天線陣在0?和50?兩種輻射方向下的切換。優(yōu)化設(shè)計天線中的GaAs-PIN單元控制線,對天線中GaAs-PIN單元外接控制電路和PCB版圖的進行聯(lián)合仿真,做出天線實物。構(gòu)建天線的外圍測試系統(tǒng),測試了天線中GaAs-PIN單元的伏安特性和天線的回波損耗,對測試結(jié)果進行數(shù)據(jù)分析并得出相關(guān)結(jié)論。
【關(guān)鍵詞】：GaAs 固態(tài)等離子體 天線 可重構(gòu) S-PIN 天線陣
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN820
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 縮略詞11-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 研究背景和意義12-13
• 1.2 等離子體天線研究現(xiàn)狀13-19
• 1.2.1 氣態(tài)等離子體天線13-15
• 1.2.2 固態(tài)等離子體天線15-19
• 1.3 本文的主要研究工作19-20
• 第二章 固態(tài)等離子體天線理論20-33
• 2.1 引言20
• 2.2 天線的基本理論20-25
• 2.2.1 天線的電參數(shù)20-22
• 2.2.2 陣列天線的基本理論22-25
• 2.3 等離子體理論25-29
• 2.3.1 氣態(tài)等離子體理論分析25-27
• 2.3.2 固態(tài)等離子體理論分析27-29
• 2.4 半導(dǎo)體理論29-32
• 2.4.1 載流子的有效質(zhì)量29-30
• 2.4.2 載流子的漂移運動和半導(dǎo)體的電導(dǎo)率30-31
• 2.4.3 半導(dǎo)體額外載流子的擴散運動31-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第三章S-PIN固態(tài)等離子體方向圖可重構(gòu)陣列天線33-51
• 3.1 引言33
• 3.2 S-PIN特性研究33-40
• 3.2.1 S-PIN單元基本原理介紹33-34
• 3.2.2 S-PIN單元物理模型設(shè)計34-35
• 3.2.3 S-PIN單元特性研究35-40
• 3.3 基于S-PIN的固態(tài)等離子體方向圖可重構(gòu)陣列天線40-50
• 3.3.1 陣列天線單元設(shè)計41-44
• 3.3.2 方向圖可重構(gòu)的 1?4 天線陣設(shè)計44-50
• 本章小結(jié)50-51
• 第四章 GaAs-PIN固態(tài)等離子體可重構(gòu)天線51-70
• 4.1 引言51
• 4.2 GaAs-PIN單元特性研究51-54
• 4.2.1 GaAs-PIN單元的物理模型51-52
• 4.2.2 GaAs-PIN單元的特性分析52-54
• 4.3 基于GaAs-PIN的固態(tài)等離子體頻率可重構(gòu)天線54-57
• 4.4 基于GaAs-PIN的固態(tài)等離子體可重構(gòu)陣列天線57-64
• 4.4.1 固態(tài)GaAsPA陣初步仿真設(shè)計57-59
• 4.4.2 固態(tài)GaAsPA陣的關(guān)鍵技術(shù)分析59-64
• 4.5 實驗分析64-68
• 4.6 本章小結(jié)68-70
• 第五章 總結(jié)與展望70-72
• 5.1 總結(jié)70-71
• 5.2 展望71-72
• 參考文獻72-77
• 致謝77-78
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文78

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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  本文關(guān)鍵詞：固態(tài)等離子體重構(gòu)天線設(shè)計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：270045