本文關(guān)鍵詞：基于射頻MEMS開關(guān)的多頻可重構(gòu)天線

  更多相關(guān)文章： 可重構(gòu)天線 開槽 PIFA天線 RF MEMS開關(guān) 多頻段

【摘要】：目前,無線通信系統(tǒng)的重要發(fā)展方向為小型化,超寬帶和功能多樣化。因此,天線作為無線傳輸系統(tǒng)必不可少的基本部件,一方面被要求擴展帶寬,另一方面需要便于攜帶和安裝,傳統(tǒng)的天線設(shè)計一般是通過增加天線數(shù)量來實現(xiàn)多個頻段的要求,天線的密度不斷提高,由此也帶來了嚴重的電磁耦合干擾,因此,傳統(tǒng)天線的形式和功能已經(jīng)跟不上系統(tǒng)小型化、電磁兼容等特性的需求。為了克服這一問題,可重構(gòu)天線這個概念被提出、應(yīng)用和發(fā)展�？芍貥�(gòu)天線是通過加載一個或者多個可控制器件對天線的某些性能在一定范圍內(nèi)可重構(gòu)。因此,在可重構(gòu)天線的實現(xiàn)過程中,需要增加更多的器件對電流進行控制,如MEMS (Micro-Electro-Mechanical System,微機械系統(tǒng))開關(guān)、二極管開關(guān)等。RF MEMS開關(guān)作為最近飛速發(fā)展起來的一種開關(guān)器件,它和傳統(tǒng)的FET(Field Effect Transistor,場效應(yīng)晶體管)開關(guān)及PIN二極管開關(guān)相比其主要優(yōu)點有：插入損耗低、隔離度好、線性化好、低功耗、微波特性好、尺寸小以及易集成。在民用領(lǐng)域,它是可重構(gòu)天線的重要控制元件,在手機以及其他移動通信等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。平面倒F天線(PIFA)是一種手機內(nèi)置天線,因為它體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、加工成本低、制作簡單、吸收率低等優(yōu)點,在目前的手機設(shè)計中得到廣泛的應(yīng)用。PIFA天線實現(xiàn)多頻段的方法有很多,一種是通過采用多分支結(jié)構(gòu)使其能夠工作在不同的頻段以達到多頻化的目的,但是其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,另外一種比較有效的辦法是通過在主輻射面或者地板上開槽,改變電流分布和場分布以實現(xiàn)多頻化的效果；現(xiàn)有的文獻一種方法是通過在頂層貼片上開槽,實現(xiàn)PIFA天線的三頻諧振特性,但它的工作帶寬會較窄,不能滿足實際通信頻段的需要；也有能滿足實際通信頻段的需要,但是在低頻段,天線的回波損耗較高。另一種方法是在PIFA天線的多個位置加載可以開關(guān)控制的短路針,通過接通其中一個或多個射頻開關(guān)產(chǎn)生多種可能的組合,但是這個天線在能耗上較高。本文提出一種新型的基于RF MEMS開關(guān)的三頻段可重構(gòu)天線,這個天線采用的是在地層開槽的方法,相較于其他天線采用頂層貼片開槽的方法,地層開槽比較新穎并且能夠增加天線的帶寬。且天線同軸線饋電,它的可重構(gòu)性的實現(xiàn)是通過歐姆接觸RF MEMS開關(guān)連接或不連接天線的部分結(jié)構(gòu),改變天線地層的諧振回路的物理長度,以達到改變其共振頻率的目的。這個天線有三個工作模式,分別對應(yīng)203、498和910MHz這頻段,其相對帶寬分別是18%、10%和8%,能滿足實際通信頻段和增益的需求。
【關(guān)鍵詞】：可重構(gòu)天線 開槽 PIFA天線 RF MEMS開關(guān) 多頻段
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN820
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• Abstract9-16
• 第一章 緒論16-24
• 1.1 論文背景和研究意義16-18
• 1.1.1 射頻MEMS開關(guān)的研究意義16-17
• 1.1.2 可重構(gòu)天線的研究意義17-18
• 1.2 國內(nèi)外研究歷史和現(xiàn)狀18-22
• 1.2.1 MEMS開關(guān)的研究歷史與現(xiàn)狀18-20
• 1.2.2 頻率可重構(gòu)天線的研究歷史與現(xiàn)狀20-22
• 1.3 論文各章節(jié)的主要內(nèi)容22-24
• 第二章 RF MEMS開關(guān)的理論方法分析與模擬仿真24-37
• 2.1 MEMS開關(guān)的基本工作原理24-25
• 2.2 射頻MEMS開關(guān)的分類及兩類典型MEMS開關(guān)的工作原理25-31
• 2.2.1 電容式射頻MEMS開關(guān)的工作原理25-28
• 2.2.2 接觸式射頻MEMS開關(guān)的工作原理28-31
• 2.3 提出方案31-34
• 2.4 射頻MEMS開關(guān)的仿真分析34-36
• 2.4.1 仿真軟件的介紹34
• 2.4.2 開關(guān)的仿真模型34-36
• 2.5 本章小結(jié)36-37
• 第三章 射頻MEMS開關(guān)的加工工藝設(shè)計37-47
• 3.1 一般的MEMS加工工藝37-40
• 3.1.1 表面微加工技術(shù)37-38
• 3.1.2 擴散和離子注入38
• 3.1.3 鍵合技術(shù)38
• 3.1.4 金屬化38-39
• 3.1.5 化學(xué)氣相淀積和等離子淀積39-40
• 3.1.6 裝配和封裝40
• 3.2 懸臂梁MEMS開關(guān)的工藝選取40-43
• 3.2.1 絕緣介質(zhì)膜工藝選取40-42
• 3.2.2 金屬膜工藝選取42
• 3.2.3 犧牲層材料的選取42-43
• 3.3 MEMS開關(guān)工藝流程43-45
• 3.4 MEMS開關(guān)的實測結(jié)果45-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 第四章 PIFA天線的理論方法分析與模擬仿真47-61
• 4.1 PIFA天線的演變進程47-48
• 4.2 PIFA天線的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)48-49
• 4.3 PIFA天線的特性分析49-53
• 4.3.1 PIFA天線的傳輸線特性近似分析49-50
• 4.3.2 PIFA天線的空腔模型近似分析50-51
• 4.3.3 PIFA天線的輻射特性近似分析51-53
• 4.4 PIFA天線的模擬仿真分析53-58
• 4.4.1 PIFA天線的仿真模型圖53-54
• 4.4.2 PIFA天線的帶寬影響因素54-56
• 4.4.3 各參數(shù)對PIFA天線特性的影響56-58
• 4.5 PIFA天線的多頻實現(xiàn)方法58-60
• 4.6 本章小結(jié)60-61
• 第五章 基于MEMS開關(guān)的PIFA天線設(shè)計理論方法分析與模擬仿真61-69
• 5.1 多頻PIFA天線的基本理論與本文設(shè)計的天線的提出61-64
• 5.1.1 多頻PIFA天線的基本理論61-62
• 5.1.2 PIFA天線地層開槽方法62-63
• 5.1.3 PIFA頂層貼片斜邊的方法63
• 5.1.4 本文設(shè)計的天線的提出63-64
• 5.2 頻率可重構(gòu)PIFA天線的設(shè)計64-66
• 5.3 頻率可重構(gòu)PIFA天線的仿真結(jié)果分析66-68
• 5.4 本章小結(jié)68-69
• 第六章 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 總結(jié)69-70
• 6.2 展望70-71
• 參考文獻71-74
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文74

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊艾青;;天線基礎(chǔ)知識(三)[J];內(nèi)蒙古廣播與電視技術(shù);2004年01期

2 鄧超;李萍;;H形印制天線的仿真設(shè)計[J];江蘇通信技術(shù);2007年02期

3 王安國;張佳杰;王鵬;侯永宏;;可重構(gòu)天線的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];電波科學(xué)學(xué)報;2008年05期

4 張延濤;;一種基于蝴蝶結(jié)型的天線單元的設(shè)計與實現(xiàn)[J];電子質(zhì)量;2013年02期

5 馬漢清,鄭會利;一種新型的寬帶全向高增益天線[J];電子科技;2003年22期

6 齊子森;郭英;王布宏;侯文林;;共形陣列天線單元極化形式的優(yōu)化設(shè)計[J];航空學(xué)報;2011年04期

7 Bill Schweber;;天線:無線信號鏈接的關(guān)鍵[J];電子設(shè)計技術(shù);1996年11期

8 劉宏冰;調(diào)頻天線的維護[J];西部廣播電視;2003年03期

9 于大群;朱瑞平;夏琛海;;薄膜天線單元的初步研究[J];現(xiàn)代雷達;2009年10期

10 祝平;袁斌;劉楠楠;彭天昊;;一種高增益的可重構(gòu)廣角天線研制[J];電子技術(shù);2014年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 樊明延;馮正和;張雪霞;;新型寬帶雙枝倒F平面集成天線[A];2001年全國微波毫米波會議論文集[C];2001年

2 逯貴禎;關(guān)亞林;;互補結(jié)構(gòu)天線的輻射特性與散射特性研究[A];全國電磁兼容學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

3 孫保平;付納新;;某型雷達天線單元組件的檢驗方法[A];2008年電子機械與微波結(jié)構(gòu)工藝學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

4 李勤毅;焦永昌;趙鋼;王小明;;一種新型的微帶反射陣天線單元及其應(yīng)用[A];2009年全國天線年會論文集（上）[C];2009年

5 郭勝剛;阮成禮;;方向回溯天線發(fā)展綜述[A];2005年海峽兩岸三地無線科技學(xué)術(shù)會論文集[C];2005年

6 朱祖武;曹衛(wèi)平;;用于探地雷達系統(tǒng)的寬帶領(lǐng)結(jié)天線的研究與設(shè)計[A];2007通信理論與技術(shù)新發(fā)展——第十二屆全國青年通信學(xué)術(shù)會議論文集（下冊）[C];2007年

7 龍小專;譚佳玲;賈韶旭;;寬帶Vivaldi天線的仿真與設(shè)計[A];2007年全國微波毫米波會議論文集（上冊）[C];2007年

8 徐曉寧;李秀萍;;一種新型圓筒形雙頻帶天線的設(shè)計[A];2009年全國天線年會論文集（下）[C];2009年

9 陳永鋒;黃興忠;;超方向性天線最優(yōu)化綜合方法研究[A];2007年全國微波毫米波會議論文集（上冊）[C];2007年

10 穆欣;龔書喜;;雙PIFA天線中應(yīng)用蘑菇型EBG去耦合研究[A];2011年全國微波毫米波會議論文集（下冊）[C];2011年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 上海郵電設(shè)計院有限公司3G勘察設(shè)計院 宋威;天線美化新技術(shù)出爐[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2008年

2 江蘇捷士通科技股份有限公司研發(fā)中心;捷士通科技：TD天線創(chuàng)新,助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2008年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 魏曉東;新型UHF近場天線研究[D];華南理工大學(xué);2015年

2 郭琳;移動終端MIMO天線關(guān)鍵參數(shù)及測試驗證方法研究[D];北京郵電大學(xué);2015年

3 王夫蔚;陣列綜合與天線雷達截面控制技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

4 趙輝;UWB-MIMO天線研究[D];西安電子科技大學(xué);2015年

5 程春霞;特定用途通信與導(dǎo)航天線的研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

6 陳鴻;多枝節(jié)與折疊輻射體寬帶多頻天線研究[D];西安電子科技大學(xué);2015年

7 李桐;認知無線電中超寬帶與頻率可重構(gòu)天線的研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

8 于松濤;寬帶天線的可穿戴設(shè)計與雷達截面控制[D];西安電子科技大學(xué);2015年

9 楊梅;天線加載技術(shù)的研究與應(yīng)用[D];東南大學(xué);2015年

10 高國平;無線體域網(wǎng)（WBAN）中超寬帶及可穿戴天線的研究[D];蘭州大學(xué);2016年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 丁博;微帶濾波天線的研究與設(shè)計[D];電子科技大學(xué);2015年

2 葉國華;機載寬帶vivaldi天線及組陣技術(shù)的研究[D];電子科技大學(xué);2014年

3 劉成麗;小型化多頻段MIMO手機天線設(shè)計[D];電子科技大學(xué);2014年

4 周錦文;RFID近場天線應(yīng)用及設(shè)計方法研究[D];電子科技大學(xué);2014年

5 張慶;UHF RFID讀寫器天線設(shè)計與相控陣研究[D];電子科技大學(xué);2014年

6 張才普;60GHz平面MIMO天線的研究[D];電子科技大學(xué);2015年

7 李偉業(yè);移動終端中的多頻段天線與MIMO天線設(shè)計[D];西南交通大學(xué);2015年

8 沈從松;面向LTE雙極化方向圖可重構(gòu)天線研究[D];電子科技大學(xué);2014年

9 馬國明;方向圖可重構(gòu)天線研究[D];電子科技大學(xué);2014年

10 梁家軍;MIMO系統(tǒng)中的多天線設(shè)計與研究[D];電子科技大學(xué);2015年

，

本文編號：552326