物聯(lián)網(wǎng)被認為是一個面向未來的高期望增長市場。目前,供電問題是制約物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的巨大挑戰(zhàn)之一。每年更換巨量的電池必然會造成極大的浪費,同時,電池所帶來的環(huán)境污染、高額人工維護費用勢必嚴(yán)重制約物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。射頻能量收集可以提供較為穩(wěn)定的電能,保證物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的正常工作。本文針對寬頻帶圓極化天線及其在射頻能量收集中的應(yīng)用進行了研究。設(shè)計了一款寬頻帶圓極化天線和寬頻帶問號型整流天線。具體內(nèi)容如下:1)實現(xiàn)了一種寬頻帶圓極化天線。此天線由兩部分組成,第一部分是具有彎曲偶極子和倒L型槽的貼片層,第二部分是具有彎曲偶極子的接地板。通過在貼片層刻蝕倒L型槽,以及在貼片層與接地層的彎曲偶極子末端引入短路過孔,擴展了天線的阻抗帶寬和軸比。天線的實際尺寸為43?43?3.2 mm~3,即0.73λ_0×0.73λ_0×0.054λ_0(λ_0為最小頻率時的自由空間波長)。實測結(jié)果表明,圓極化天線的阻抗帶寬和軸比帶寬分別為26.98%(5.29-6.94 GHz)和25.33%(5-6.45 GHz),測試結(jié)果與仿真結(jié)果基本上相吻合。2)提出了一種新型寬頻帶圓極化問號型整流天線。它是由問號型天線和整流電路兩部分組成。問號形天線由問號形(?-shaped)貼片和刻蝕扇形凹槽的矩形接地板、以及介質(zhì)基板組成。通過在接地板刻蝕扇形凹槽,有效地擴展了天線的阻抗帶寬和軸比帶寬。整流電路由電容、HSMS2862型號的二極管和電阻組成。問號形天線和整流電路均印刷在介電常數(shù)為4.4的FR4介質(zhì)板上,問號形天線的尺寸為28 mm?26mm?1.6 mm。實際天線的可用帶寬為4.8 GHz-6.5 GHz,整流電路的整流效率最高達到了45%。
【學(xué)位單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN821.1
【部分圖文】：

基于對數(shù)螺旋槽的介質(zhì)諧振器天線

通過四個對數(shù)螺旋槽得到天線的 Eφ分量，從而使天線輻射全向圓極化波。文獻[5]使用的天線模型如圖1.2 所示，此天線在貼片層腐蝕八個倒置放置的 C 形槽，同時采用同軸饋電的方式，使天線獲得兩個諧振點，同時在兩個頻點得到圓極化輻射。文獻[6]設(shè)計的天線結(jié)構(gòu)如圖 1.3 所示，此天線通過六個短路過孔輻射垂直極化波，在貼片層添加六個旋渦槽輻射水平極化波，當(dāng)垂直極化波與水平極化波幅度相等相位相差 90°時實現(xiàn)圓極化輻射，得到一個相對阻抗帶寬為 51.7 %，相對軸比帶寬為 57.8 %的圓極化天線。圖 1.4 基于 L 形縫隙的可重構(gòu)微帶天線[7]

圖 1.2 基于 8 個倒置 C 形槽的天線[5]圖 1.3 基于六個旋渦槽的天線[6]文獻[3-10]采用同軸饋電的圓柱形結(jié)構(gòu)，且在天線的貼片層添加對稱結(jié)構(gòu)的凹槽，從而實現(xiàn)圓極化。文獻[3]在圓形介質(zhì)板加載短路過孔，在圓形天線底部和頂部上不對稱放置 17 對矩形縫隙，從而產(chǎn)生水平偏振，而單極子天線將提供垂直極化波，

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5 水孝忠;周凱;唐海波;劉W

本文編號：2821892