本文關(guān)鍵詞：基于電容耦合左手材料的新型多頻小型化微帶天線設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 左手材料 復(fù)合左/右手傳輸線 多頻小型化 寬頻帶

【摘要】：超材料(metamaterial)指的是一種具有人工設(shè)計(jì)的周期性或非周期結(jié)構(gòu)并且具有天然材料所不具備的特定電磁特性的復(fù)合材料。近年來(lái),同時(shí)具有負(fù)介電常數(shù)ε和負(fù)磁導(dǎo)率μ的超材料,更普遍的被稱之為左手材料(Left-handed material,LHM),已經(jīng)得到科學(xué)界和工程領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。左手材料的基本電磁特性和物理實(shí)現(xiàn)是基于傳輸線方法進(jìn)行研究,這為左手材料的應(yīng)用提供了有效的設(shè)計(jì)工具。從某種意義上講,寄生有右手特性的復(fù)合左/右手傳輸線(Composite right/left-handed transmission line,CRLH TL)結(jié)構(gòu)是左手材料常用的微帶傳輸線實(shí)現(xiàn)形式,并且在多頻小型化天線,濾波器等新型微波器件中展現(xiàn)出了巨大的潛力。本論文主要采用CRLH TL結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)天線,旨在提高左手天線的小型化,同時(shí)通過(guò)雙模融合技術(shù)擴(kuò)展天線帶寬。這種基于傳輸線設(shè)計(jì)的天線結(jié)構(gòu),電路模型相對(duì)比較簡(jiǎn)單,干擾少,加工方便。本文的研究工作主要總結(jié)為以下幾個(gè)部分:首先設(shè)計(jì)了一款基于電容耦合左手材料的新型多頻小型化微帶天線。該天線物理結(jié)構(gòu)新穎,通過(guò)內(nèi)外兩個(gè)輻射貼片之間的縫隙耦合成左手電容,影響天線模式頻率。天線具有三個(gè)工作模式:負(fù)階諧振(Negative order resonance,NOR)、零階諧振(Zero order resonance,ZOR)和正階諧振(Positive order resonance,POR)模式,通過(guò)調(diào)節(jié)分布參數(shù),可以把零階諧振模式融合到正階諧振模式,形成單一的通頻帶,擴(kuò)展帶寬。為了提高耦合電容的影響,對(duì)天線結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),使左手耦合電容對(duì)天線模式的影響更加明顯。在此基礎(chǔ)上,在天線在底部貼片圍繞過(guò)孔開(kāi)一個(gè)U型槽,可以在不增加物理尺寸的前提下增加左手電抗參數(shù),降低諧振頻率,使天線更加小型化。對(duì)天線進(jìn)行了加工測(cè)試,測(cè)試與仿真結(jié)果基本吻合。其次,依據(jù)參考文獻(xiàn),采用最常用的左手交指電容和彎折線電感,設(shè)計(jì)了一款采用彎折線結(jié)構(gòu)的緊湊型三模超材料單極天線。該天線不需要過(guò)孔,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于加工,也具有三個(gè)工作模式:負(fù)階諧振、零階諧振和正階諧振。通過(guò)調(diào)節(jié)分布參數(shù)使零階諧振和正階諧振兩個(gè)模式融合成一個(gè)單一的通頻帶,擴(kuò)展帶寬,獲得雙頻段。對(duì)設(shè)計(jì)的天線進(jìn)行了加工測(cè)試,與仿真結(jié)果相符。最后,對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié),并展望了左手材料天線的發(fā)展前景。
【關(guān)鍵詞】：左手材料 復(fù)合左/右手傳輸線 多頻小型化 寬頻帶
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN820
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 論文的選題背景及意義10-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 論文主要工作及結(jié)構(gòu)安排15-18
• 第二章 左手材料基本理論18-34
• 2.1 左手材料基本原理18-20
• 2.2 左手材料電磁特性20-22
• 2.2.1 負(fù)折射現(xiàn)象(逆Snell定律)20-21
• 2.2.2 完美透鏡21-22
• 2.2.3 逆多普勒效應(yīng)22
• 2.3 CRLH TL理論22-32
• 2.3.1 CRLH TL的電磁特性23-28
• 2.3.2 CRLH TL的LC網(wǎng)絡(luò)28-30
• 2.3.3 CRLH TL的物理實(shí)現(xiàn)30-31
• 2.3.4 CRLH TL色散曲線的提取31-32
• 2.4 本章小結(jié)32-34
• 第三章 基于電容耦合左手材料的新型多頻小型化微帶天線34-55
• 3.1 CRLH TL天線的多頻特性和小型化分析34-36
• 3.2 天線饋電方法36-38
• 3.3 左手材料天線的帶寬擴(kuò)展技術(shù)38-40
• 3.4 基于電容耦合左手材料的新型多頻小型化微帶天線設(shè)計(jì)40-46
• 3.4.1 天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)40-42
• 3.4.2 天線的仿真分析和測(cè)試結(jié)果42-44
• 3.4.3 天線的遠(yuǎn)場(chǎng)輻射特性44-46
• 3.5 基于電容耦合左手材料的新型多頻小型化微帶天線的改進(jìn)46-53
• 3.5.1 天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)46-48
• 3.5.2 天線的仿真分析和測(cè)試結(jié)果48-51
• 3.5.3 天線的遠(yuǎn)場(chǎng)輻射特性51-52
• 3.5.4 天線背部貼片開(kāi)U型槽降低諧振頻率52-53
• 3.6 本章總結(jié)53-55
• 第四章 采用彎折線結(jié)構(gòu)的緊湊型三模超材料單極天線55-61
• 4.1 天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)55-56
• 4.2 天線的仿真分析和測(cè)試結(jié)果56-58
• 4.3 天線的遠(yuǎn)場(chǎng)輻射特性58-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第五章 工作總結(jié)與展望61-63
• 致謝63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 攻碩期間取得的研究成果67-68

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 王辰;基于復(fù)合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)的新型多頻、小型化天線研究[D];華南理工大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：963726