基于超材料的MEMS微帶天線小型化設(shè)計(jì).pdf

1、隨著常規(guī)彈藥智能化改造的廣泛應(yīng)用，對(duì)智能彈藥上各個(gè)部件的小型化、集成化要求越來(lái)越高，導(dǎo)航天線是其關(guān)鍵部件之一。微帶天線具有低剖面、制造簡(jiǎn)單、易于共形、成本低等特點(diǎn)，在智能彈藥改造中得到廣泛使用。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中導(dǎo)航天線B1頻點(diǎn)的中心工作頻率為1.561GHz，傳統(tǒng)的微帶天線設(shè)計(jì)因尺寸較大而無(wú)法滿足彈藥改造的需求。針對(duì)此問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種基于超材料的MEMS微帶天線，其尺寸小于35×35mm2，滿足彈藥智能化改造對(duì)天線的小型化需求。
　

2、　本文從理論推導(dǎo)、仿真分析和實(shí)驗(yàn)測(cè)試三個(gè)方面展開(kāi)研究。理論部分介紹了微帶天線的設(shè)計(jì)方法，超材料介質(zhì)單元的本構(gòu)參數(shù)提取方法。仿真分析主要是基于HFSS的數(shù)值分析仿真軟件，首先對(duì)比仿真分析了傳統(tǒng)微帶天線和MEMS微帶天線在電性能方面存在的差異，之后對(duì)超材料介質(zhì)單元進(jìn)行數(shù)值仿真，采用波導(dǎo)法提取超材料介質(zhì)單元的等效介電常數(shù)、磁導(dǎo)率、折射率和阻抗參數(shù)。在此基礎(chǔ)上利用超材料作為MEMS微帶天線的介質(zhì)基板，設(shè)計(jì)了工作在B1頻點(diǎn)的北斗超材料MEMS微帶

3、天線。該天線尺寸僅為傳統(tǒng)MEMS微帶天線的61.5％。結(jié)合微機(jī)電（Micro-Electro-Mechanical System，MEMS）制造工藝技術(shù)，依據(jù)本文設(shè)計(jì)的超材料基底的微帶天線結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，擬定了相應(yīng)的加工工藝流程。實(shí)驗(yàn)測(cè)試部分，采用本文設(shè)計(jì)超材料MEMS微帶天線的設(shè)計(jì)方法，在Rogers RT/duroid5880射頻板材上加載超材料單元，設(shè)計(jì)為超材料微帶天線。使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試了天線的回波損耗S11，測(cè)試結(jié)果表明超材料微