固態(tài)等離子體重構(gòu)天線(xiàn)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近些年隨著可重構(gòu)天線(xiàn)在無(wú)線(xiàn)通訊領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，天線(xiàn)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(xiàn)基本理論，對(duì)固態(tài)等離子體天線(xiàn)的重要組成部分-PIN單元(包括橫向PIN和垂直結(jié)構(gòu)PIN)進(jìn)行了建模仿真和特性分析，并設(shè)計(jì)了幾款可重構(gòu)天線(xiàn)，具體工作內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)有：
　　固態(tài)等離子體天線(xiàn)中的PIN單元與常規(guī)PIN二極管開(kāi)關(guān)不同，是一種類(lèi)似PIN結(jié)構(gòu)的限幅器，通過(guò)直流電壓的控制，能夠在高阻半導(dǎo)體表面形成具有類(lèi)金屬特性

2、的等離子體通道。本文對(duì)固態(tài)等離子體天線(xiàn)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(jìn)行了建模仿真和物理特性分析。設(shè)計(jì)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(xiàn)，該陣列天線(xiàn)使用S-PIN固態(tài)等離子體代替金屬組成天線(xiàn)陣的輻射面和饋電網(wǎng)絡(luò)，以準(zhǔn)八木天線(xiàn)為基本線(xiàn)陣單元結(jié)構(gòu)，通過(guò)激發(fā)不同位置的S-PIN來(lái)改變天線(xiàn)陣的饋電網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)線(xiàn)陣輻射方向的可重構(gòu)。通過(guò)參數(shù)優(yōu)化，該款天線(xiàn)陣可在五

3、個(gè)輻射方向之間切換工作，分別為：-45、-20、0、+20和+45。
　　根據(jù)實(shí)際半導(dǎo)體工藝要求，對(duì)以GaAs為襯底的垂直結(jié)構(gòu)PIN單元（GaAs-PIN）進(jìn)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(jì)了一款固態(tài)等離子體頻率可重構(gòu)天線(xiàn)，通過(guò)激發(fā)不同位置的GaAs-PIN單元，從而改變天線(xiàn)輻射面的長(zhǎng)度，最終實(shí)現(xiàn)天線(xiàn)工作頻率的可重構(gòu)。該款天線(xiàn)可在三個(gè)頻段之間切換工作，分別為：2.4GHz、2.78GHz