【摘 要】
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超构材料是一种人工按照周期排列进行合成的电磁材料,与自然界中的材料相比,具有一系列不同寻常的电磁特性,在很多领域得到了广泛关注与应用。但传统的多频带天线设计方法会因寄生枝节的增加天线尺寸变大,对器件的小型化产生一定影响在某种程度上了限制了天线的应用。本文针对这个问题,以超构材料为基本主题,设计实现了两款小型化五频带天线。超宽带技术因具有系统容量大、传输速率快等优点有着广泛地应用,但在超宽带技术的工
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超构材料是一种人工按照周期排列进行合成的电磁材料,与自然界中的材料相比,具有一系列不同寻常的电磁特性,在很多领域得到了广泛关注与应用。但传统的多频带天线设计方法会因寄生枝节的增加天线尺寸变大,对器件的小型化产生一定影响在某种程度上了限制了天线的应用。本文针对这个问题,以超构材料为基本主题,设计实现了两款小型化五频带天线。超宽带技术因具有系统容量大、传输速率快等优点有着广泛地应用,但在超宽带技术的工作频带内,还存在其它窄带信号的干扰。因此,在本文中设计实现了一款四陷波可重构超宽带天线,这种做法可达到滤除常见窄带信号的干扰并且当窄带信号的干扰不存在时又可以充分利用超宽带频谱。具体内容如下:(1)设计实现了一款具有小型化五频带特性的天线,该天线印刷在尺寸为21×22×1.6mm3的FR4介质基板上,天线的工作频段能够覆盖WLAN频段和WiMAX频段等。首先,设计了一个双频的超构电磁结构,该结构由两个开口谐振环拼接而成;然后,将超构电磁结构应用于普通的微带天线中,设计实现了小型化五频带天线;最后,为了验证模型设计的正确性,对天线结构进行实物加工并测试,测试结果表明天线具有良好的全向辐射特性。(2)在(1)的双频超构电磁结构的基础上,在其开口处加载长短不一的枝节,使得超构电磁单元能够在2.8GHz-3.1GHz和6.6GHz-6.8GHz频段范围内具有双负特性,将其加载于辐射贴片枝节的周围,设计实现了又一款工作在五个频带处的天线,并研究了贴片枝节与超构电磁单元间距、两超构电磁单元间距、贴片处支撑超构电磁单元的枝节高度及接地板与第一个超构电磁单元的间距这几个参数对天线性能的影响。(3)通过结合常见的陷波实现方法以及超构材料的奇异电磁特性,设计了一款四陷波可重构超宽带天线。首先,设计实现了一个三频超构材料;其次,将超构材料加载于改进的超宽带天线中,实现了四陷波可重构超宽带天线,这四个陷波可以独立调节,为工程的实际应用提供了更多选择。本文提出的小型化多频带、多陷波可重构等特性的天线,为小型无线通信系统中天线的选择提供了更多的机遇,具有一定的参考价值。
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