基于超材料多頻天線的研究.pdf

1、超材料是目前一個(gè)很熱的研究課題，同時(shí)多頻天線具有尺寸小，成本低等優(yōu)點(diǎn)，所以在通信領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。當(dāng)超材料被應(yīng)用在多頻天線中，就為天線的發(fā)展注入了新鮮的元素。本文的主要內(nèi)容是研究基于超材料的多頻天線，旨在設(shè)計(jì)多頻多模天線。
　　本文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　首先設(shè)計(jì)了基于互補(bǔ)環(huán)諧振腔（CSRR）和復(fù)合左/右手式傳輸線（CRLH）的三頻天線，分析了CSRR和CRLH的工作原理，建立了它們的等效的電路圖結(jié)構(gòu)，然后針對(duì)于我所

2、設(shè)計(jì)的天線結(jié)構(gòu)，進(jìn)行仿真并分析結(jié)果，調(diào)整天線的匹配結(jié)構(gòu)，改善天線的阻抗特性，對(duì)于–10dB工作帶寬，天線在三個(gè)工作頻率下分別為3.85~4.01GHz，5.46~6.76GHz，和7.986~8.121GHz，相對(duì)帶寬分別為4％，21.28%，和1.7%。然后根據(jù)天線的表面電流的仿真結(jié)果，利用復(fù)合左/右手式傳輸線理論，在天線的三個(gè)工作頻帶上分別得出了天線的等效的電路圖結(jié)構(gòu)，從理論上對(duì)天線的工作原理進(jìn)行分析。最后完成對(duì)天線的實(shí)物加工，并完

3、成對(duì)天線的輻射特性和阻抗特性的測(cè)量，與仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果吻合良好，并分析了小誤差產(chǎn)生的原因。
　　接下來(lái)設(shè)計(jì)了兩種基于超材料的雙頻式圓極化的天線。同軸饋電的雙頻式圓極化的天線利用了同軸線進(jìn)行單點(diǎn)饋電，微帶線饋電的雙頻式圓極化的天線利用了微帶帶條進(jìn)行饋電，并完成了天線阻抗的匹配。對(duì)于同軸線單點(diǎn)饋電的微帶天線，首先完成了天線的幾何模型的設(shè)計(jì)，通過(guò)CST進(jìn)行仿真，建立了天線的雙頻圓極化的工作模式，通過(guò)天線結(jié)構(gòu)的微調(diào)，對(duì)天線進(jìn)行優(yōu)化。

4、然后分析了超材料天線的產(chǎn)生原因，利用金屬圓片上的縫隙形成了左手式電容結(jié)構(gòu)，利用貼片與地板之間的過(guò)孔形成了左手式電感，從而形成了天線的超材料結(jié)構(gòu)，在這部分基礎(chǔ)上，畫(huà)出了天線的等效的電路圖模型，分析了包括雙頻的產(chǎn)生原因與圓極化的產(chǎn)生原因。然后，對(duì)于用微帶線來(lái)饋電的微帶天線，同樣首先完成了天線的幾何模型的設(shè)計(jì)，接下來(lái)利用仿真結(jié)果對(duì)天線的結(jié)構(gòu)進(jìn)行微調(diào)，達(dá)到優(yōu)化的目的。天線的–10dB帶寬是2.085~2.089GHz和2.310~2.343GH