無線攜能通信(SWIPT)是一種能同時傳輸信號和能量的新型無線通信,即在與無線設(shè)備進行信息交互的同時,為無線設(shè)備提供能量。天線作為SWIPT能量收集系統(tǒng)的關(guān)鍵元件,其尺寸的小型化和高增益是主要的技術(shù)目標。傳統(tǒng)的雙頻微帶天線具有易加工、尺寸小、價格低廉等優(yōu)點,但帶寬較窄、增益低,針對這些缺點,本文利用添加缺口和零折射率超材料(ZIM)的方式對其進行了改善,主要工作如下:1、對SWIPT的研究背景進行了詳細的介紹;闡述了ZIM的研究概況,包括基本概念和分類以及在天線中的應(yīng)用;講解了課題依據(jù)與研究意義。2、介紹了人工電磁超材料理論解釋和基本性質(zhì);分析了零折射率超材料的實現(xiàn)原理及它的電磁特性;對天線的近場和遠場參數(shù)進行了介紹。3、分析了微帶天線的傳輸線模型,并將通用尺寸計算公式寫成Matlab程序;介紹了超材料的反演參數(shù)法,驗證了一種介電常數(shù)近零的ZIM;設(shè)計了相匹配的同軸微帶天線,將它和介電常數(shù)近零的零折射超材料(ENZ)結(jié)合,仿真結(jié)果表明增益提升,驗證了ZIM對于微帶天線增益的提升是有幫助的。4、設(shè)計了一種帶“凸”形缺口的雙頻微帶天線。傳統(tǒng)的雙頻微帶天線其諧振頻點位于2.45GHz和5GH...

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 無線攜能通信的研究背景
        1.2.1 概念與特點
        1.2.2 攜能關(guān)鍵技術(shù)
        1.2.3 用于短距離通信RF收集的天線選擇
    1.3 零折射率超材料的研究概況
    1.4 課題依據(jù)及研究意義
        1.4.1 課題依據(jù)
        1.4.2 研究意義
    1.5 本文主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
2 超材料理論及天線基本參數(shù)
    2.1 電磁超材料
        2.1.1 超材料的理論解釋
        2.1.2 超材料的性質(zhì)
    2.2 零折射率超材料
        2.2.1 理論解釋
        2.2.2 電磁特性
    2.3 天線基本參數(shù)
        2.3.1 近場參數(shù)
        2.3.2 遠場參數(shù)
    2.4 小結(jié)
3 常規(guī)微帶天線及ENZ零折射率超材料
    3.1 微帶天線概論
        3.1.1 分析模型
        3.1.2 參數(shù)計算公式及編程實現(xiàn)
    3.2 ENZ零折射率超材料
        3.2.1 超材料反演理論及編程實現(xiàn)
        3.2.2 零折射率超材料基本結(jié)構(gòu)
    3.3 微帶天線與ENZ零折射率超材料的結(jié)合
        3.3.1 5.47 GHz同軸微帶天線設(shè)計
        3.3.2 性能比較
    3.4 小結(jié)
4 帶“凸”形缺口雙頻微帶天線的設(shè)計及仿真
    4.1 傳統(tǒng)雙頻微帶天線設(shè)計
        4.1.1 雙頻微帶天線的分析模型
        4.1.2 雙頻微帶天線的參數(shù)優(yōu)化及性能仿真
    4.2 帶“凸”形缺口的雙頻微帶天線設(shè)計
        4.2.1 雙頻微帶天線的缺口設(shè)計
        4.2.2 帶缺口雙頻微帶天線的仿真
    4.3 小結(jié)
5 “回”字形雙頻零折射率超材料設(shè)計及仿真
    5.1 雙頻零折射率超材料結(jié)構(gòu)設(shè)計
    5.2 不同設(shè)計參數(shù)對中心頻率的影響分析
        5.2.1 基板長度對超材料的影響
        5.2.2 “回”字的外圈和內(nèi)圈長度對超材料的影響
        5.2.3 “回”字的外圈和內(nèi)圈缺口長度對超材料的影響
    5.3 “回”字形超材料零折射率實現(xiàn)解釋
    5.4 加載“回”字形超材料覆層的微帶天線性能分析
    5.5 小結(jié)
6 加載“回”字形超材料的微帶天線的實物測試
    6.1 帶“凸”形缺口微帶天線的CAD文件繪制及實物測試
    6.2 “回”字形超材料陣列CAD文件繪制及實物加工
    6.3 加載超材料覆層的微帶接收天線實物測試
    6.4 小結(jié)
7 總結(jié)與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表論文及科研成果
致謝



本文編號：3827375