固態(tài)等離子體重構(gòu)天線設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、近些年隨著可重構(gòu)天線在無線通訊領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，天線的性能指標(biāo)也需隨之不斷提升。本文依據(jù)固態(tài)等離子體理論、半導(dǎo)體理論和天線基本理論，對固態(tài)等離子體天線的重要組成部分-PIN單元(包括橫向PIN和垂直結(jié)構(gòu)PIN)進行了建模仿真和特性分析，并設(shè)計了幾款可重構(gòu)天線，具體工作內(nèi)容和創(chuàng)新點有：
　　固態(tài)等離子體天線中的PIN單元與常規(guī)PIN二極管開關(guān)不同，是一種類似PIN結(jié)構(gòu)的限幅器，通過直流電壓的控制，能夠在高阻半導(dǎo)體表面形成具有類金屬特性

2、的等離子體通道。本文對固態(tài)等離子體天線的關(guān)鍵組成部分-橫向PIN(Surface-PIN,S-PIN)單元在不同結(jié)構(gòu)/材料下進行了建模仿真和物理特性分析。設(shè)計了一款以GaAs為襯底的S-PIN固態(tài)等離子體方向圖可重構(gòu)陣列天線，該陣列天線使用S-PIN固態(tài)等離子體代替金屬組成天線陣的輻射面和饋電網(wǎng)絡(luò)，以準(zhǔn)八木天線為基本線陣單元結(jié)構(gòu)，通過激發(fā)不同位置的S-PIN來改變天線陣的饋電網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)線陣輻射方向的可重構(gòu)。通過參數(shù)優(yōu)化，該款天線陣可在五

3、個輻射方向之間切換工作，分別為：-45、-20、0、+20和+45。
　　根據(jù)實際半導(dǎo)體工藝要求，對以GaAs為襯底的垂直結(jié)構(gòu)PIN單元（GaAs-PIN）進行建模仿真，分析其伏安特性和載流子隨外加偏置電壓的變化特性。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了一款固態(tài)等離子體頻率可重構(gòu)天線，通過激發(fā)不同位置的GaAs-PIN單元，從而改變天線輻射面的長度，最終實現(xiàn)天線工作頻率的可重構(gòu)。該款天線可在三個頻段之間切換工作，分別為：2.4GHz、2.78GHz