基于新型介質(zhì)和結(jié)構(gòu)的小型低剖面貼片天線研究.pdf

1、貼片天線是現(xiàn)代軍用和民用無線系統(tǒng)中常用的一種平面型天線。隨著無線電技術(shù)的飛速發(fā)展,為了滿足未來無線應(yīng)用不斷增加的需求,低剖面的貼片天線將在小型化和寬頻帶兩個方面面臨著新的挑戰(zhàn)。本論文以貼片天線理論為基礎(chǔ),通過理論預(yù)測、數(shù)值模擬以及實驗測試等方法和手段,結(jié)合新型人工電磁介質(zhì)的新機制和一些新型結(jié)構(gòu)的設(shè)計,對低剖面貼片天線的小型化、帶寬拓展以及用小型低剖面貼片天線設(shè)計MIMO無線通信系統(tǒng)的終端天線進行了研究。
　　 本文通過引入新型人

2、工電磁介質(zhì)在貼片天線小型化方面做了兩部分工作。第一部分是利用無限長DPS-ENG雙層介質(zhì)平行板波導(dǎo)中存在的低頻相速度非常大的TM0表面波這一特性,通過構(gòu)造具有適當(dāng)邊界條件的對應(yīng)于矩形貼片天線的諧振空腔,在計入ENG介質(zhì)色散的情況下設(shè)計出了既接近亞波長量級小型化,又能在機理上保證高效率輻射的貼片天線。第二部分是利用DPS與DNG或者MNG兩種材料的分界面上電場變化率反轉(zhuǎn)的特性,構(gòu)造出了具有邊射輻射特性的貼片天線二次模或者說是實現(xiàn)了小型化的

3、邊射三階模,在計入DNG和MNG色散的情況下設(shè)計了基于DPS-DNG和DPS-MNG并排基底的雙頻邊射貼片天線,天線在兩個工作頻段上都同時獲得了非常好的邊射輻射,相比于目前流行的雙頻邊射天線設(shè)計具有邊射方向性優(yōu)良、極化純度高、無需柵瓣抑制、設(shè)計通用性好等一系列的優(yōu)點。
　　 針對小型低剖面貼片天線帶寬狹窄的固有難點,本文提出了一種主要基于多諧振技術(shù)的帶寬拓展方法。通過將三個λ/4貼片單元直接耦合引入三個諧振,在對饋電探針進行改進

4、以及對貼片天線的位置進行優(yōu)化的基礎(chǔ)上設(shè)計了一個中心頻率工作在2.4GHz的E形天線結(jié)構(gòu),在天線最大尺寸小于λ/4特別是剖面低至0.0029λ的情況下實現(xiàn)了接近20％的帶寬,是前人報道的同等剖面?zhèn)鹘y(tǒng)貼片天線帶寬的兩倍。本文詳細(xì)給出了設(shè)計流程并討論了多個關(guān)鍵參數(shù)的作用,為該帶寬拓展方法應(yīng)用于其它頻段的天線設(shè)計提供了有益的參考。
　　 結(jié)合近年來興起并蓬勃發(fā)展的MIMO技術(shù),本文用低剖面的小型貼片天線單元設(shè)計了兩個用于MIMO無線通信