發(fā)布時間：2018-01-10 00:32

  本文關(guān)鍵詞：電磁周期結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其應(yīng)用　出處：《華僑大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 周期結(jié)構(gòu) 頻率選擇表面 微波吸波層 隔離度 MIMO天線

【摘要】：平面電磁周期結(jié)構(gòu)發(fā)展至今,已研究出多種類型結(jié)構(gòu)如頻率選擇表面、電磁帶隙結(jié)構(gòu)、高阻表面等。現(xiàn)如今由于其獨(dú)特的電磁特性被廣泛地應(yīng)用于微波領(lǐng)域�；陔姶胖芷诮Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)理論,本文研究了應(yīng)用于天線罩的雙環(huán)型FSS、微波吸波層和MIMO天線的新型周期解耦結(jié)構(gòu)。具體工作內(nèi)容概括如下:1、設(shè)計(jì)了一種緊湊的貼片型(帶阻型)FSS,其周期單元由雙環(huán)及連接貼片構(gòu)成。通過對方形環(huán)的等效電路進(jìn)行分析,合理分布金屬貼片的位置,使得頻率選擇表面具有較小的周期尺寸,能夠較好地抑制高階模的產(chǎn)生,并增加插入損耗。利用HFSS軟件對該頻率選擇表面進(jìn)行優(yōu)化,對不同角度的入射波進(jìn)行仿真,結(jié)構(gòu)體現(xiàn)出較好穩(wěn)定性。最后通過實(shí)驗(yàn)測試,所得結(jié)果與仿真結(jié)果較為吻合,-15dB插入損耗覆蓋整個L頻段。2、提出了一種基于寬頻帶天線理論設(shè)計(jì)吸波層的方法。根據(jù)接收天線與吸波結(jié)構(gòu)工作原理的相似性,選取了一種磁電偶極子寬頻帶天線為原始模型。以吸波層的吸波原理為理論依據(jù),對寬頻帶接收天線進(jìn)行改進(jìn),并運(yùn)用HFSS軟件仿真與優(yōu)化,得到了一種厚度薄且吸波頻段寬的新型吸波層。加工與測試結(jié)果表明6×6單元吸波層10dB吸波帶寬為1.54GHz至3.31GHz,相對帶寬為73%,其厚度低于工作頻段中心頻點(diǎn)自由波長的1/9。由于所設(shè)計(jì)的吸波層結(jié)構(gòu)具有對稱性,它可以工作在雙極化條件下。3、設(shè)計(jì)了一種基于錐形縫隙天線單元的MIMO天線,采用半橢圓型微帶線的漸變結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了UWB(3.1-10.6 GHz)功能。通過在地板刻蝕兩組對稱的縫隙,實(shí)現(xiàn)了對WiMAX(3.4-3.7 GHz)和WLAN(5.15-5.85 GHz)的陷波功能。另外,將一對倒L型縫隙作為解耦結(jié)構(gòu)置于兩個天線單元之間,測量結(jié)果顯示在工作頻段內(nèi)天線的?S21?-20dB。為了進(jìn)一步提高M(jìn)IMO天線的隔離度,在本文設(shè)計(jì)的微波吸波層單元結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,提出了一種適用于MIMO天線的新型周期解耦結(jié)構(gòu),該周期結(jié)構(gòu)使天線的?S21?低于-25dB。
[Abstract]:With the development of planar electromagnetic periodic structure, many kinds of structures, such as frequency selective surface and electromagnetic band gap structure, have been developed. Due to its unique electromagnetic characteristics, it is widely used in the microwave field. Based on the basic theory of electromagnetic periodic structure, this paper studies the dual-loop FSS used in radome. A novel periodic decoupling structure of microwave absorbing layer and MIMO antenna is presented. The detailed work is summarized as follows: 1. A compact patch type (band-stop FSS) is designed. By analyzing the equivalent circuit of the square ring and distributing the position of the metal patch reasonably, the frequency selective surface has smaller cycle size. It can restrain the high-order mode and increase the insertion loss. The frequency selective surface is optimized by HFSS software, and the incident wave at different angles is simulated. The structure shows good stability. Finally, the experimental results show that the results are in good agreement with the simulation results. The insertion loss of 15 dB covers the whole L band. 2. A method of designing absorbing layer based on broadband antenna theory is proposed, and the similarity between receiving antenna and absorbing structure is presented. A kind of magnetoelectric dipole broadband antenna is selected as the original model. Based on the absorbing theory of the absorbing layer, the broadband receiving antenna is improved, and the simulation and optimization are carried out by using HFSS software. A new kind of absorbing layer with thin thickness and wide absorbing band is obtained. The processing and testing results show that the absorption bandwidth of the 6 脳 6 unit absorbing layer is 1.54GHz to 3.31GHz. The relative bandwidth is 73 and its thickness is less than 1 / 9 of the free wavelength at the central frequency point in the operating frequency band. Because the structure of the absorbing layer designed has symmetry it can work under the condition of double polarization. A kind of MIMO antenna based on tapered slot antenna element is designed, which adopts a semi-elliptical microstrip line with a gradient structure. The UWB(3.1-10.6 GHz) function is implemented by etching two sets of symmetrical gaps on the floor. The notch function of WiMAX(3.4-3.7 GHz and WLAN(5.15-5.85 GHz is realized. A pair of inverted L-shaped slots are placed between two antenna elements as decoupling structures, and the measurement results show the antenna in the working frequency band. S21? In order to further improve the isolation of MIMO antenna, a novel periodic decoupling structure suitable for MIMO antenna is proposed based on the microwave absorbing layer unit structure designed in this paper. The periodic structure of the antenna? S21? Less than -25 dB.
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN820

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本文編號：1403183