基于超材料天線的研究.pdf

1、無線通信系統(tǒng)隨著時代的發(fā)展在不斷地更新與升級，這也需要無線通信設備的性能要愈來愈高。天線作為無線通信系統(tǒng)中的最前端的設備，也在不斷地向著小尺寸、寬頻段、高增益以及高效率的方向發(fā)展。傳統(tǒng)的微帶天線已經不能滿足時代發(fā)展的要求，但是左手材料的發(fā)現卻為天線領域的研究開辟了一條新的路徑。尤其是其微帶線實現形式下的復合左/右手傳輸線結構，因為其所特有的種種優(yōu)異特性而受到了學術界的普遍關注。本文通過對復合左/右手傳輸線理論的理解與分析，研究其對實現天

2、線小型化和寬頻帶方面所具有的價值。
　　首先，本文簡單敘述了超材料的發(fā)展歷程和超材料天線的研究背景、意義以及其國內外研究現狀;同時，本文也介紹了在超材料天線設計中所用到的一些基礎理論知識。
　　然后，本文概括了幾種實現天線帶寬擴展的技術，基于復合左/右手傳輸線理論設計了一款加載諧振環(huán)共面波導零階諧振天線。該天線的基本結構是根據復合左/右手傳輸線的基本單元結構構建而成，并在此基礎上加載諧振環(huán)。本設計通過采用在共面波導零階諧振天

3、線的基礎結構上加載諧振環(huán)的方法，使得天線新增了一個諧振頻點，最終利用其零階諧振點和新增頻點的相互結合而實現帶寬的拓展。該天線的尺寸大小為30×25×1.5 mm3。該天線工作頻段為1.67-2.51 GHz，其絕對帶寬為840 MHz，所在工作帶寬內的平均增益和平均效率分別為3.14 dB和83.69％。該設計實現了天線的寬頻段、高增益的特性，可以很好的滿足GSM/UMTS/LTE/WLAN等無線通信系統(tǒng)的工作要求。
　　最后，本

4、文總結了實現天線小型化的幾種常見方法，根據復合左/右手傳輸線理論設計了一款小型化天線。該天線是由兩個CRLH-TL單元結構構成。為了擴展天線的帶寬，通過調整天線的本構參數來改變其諧振頻率，最終將其自身兩個諧振點融合，實現帶寬的拓展。該天線的物理尺寸僅為17.7×25×1.6 mm3，本設計在不增加天線尺寸和復雜度的情況下，有效地提升了帶寬。該天線的工作頻段為1.91-2.06GHz，其絕對帶寬為150MHz。由于天線的工作頻段相對于其尺