基于雙開口諧振環(huán)結構的雙頻方向圖可重構天線設計.pdf

1、近年來,隨著無線系統(tǒng)的廣泛發(fā)展,以及各種無線終端的應用,天線性能越來越被人們所關注。隨著系統(tǒng)的復雜性以及響應快速性越來越大,天線所能實現(xiàn)的效果以及帶寬匹配的能力將會直接制約無線系統(tǒng)的發(fā)展。由于大型復雜的系統(tǒng)在工作的時候會被分解成多個子系統(tǒng),每個子系統(tǒng)的相互聯(lián)系以及指令傳送需要大量的天線將各個子系統(tǒng)鏈接到一起。由于部分系統(tǒng)并不需要每時每刻的工作,有的系統(tǒng)卻要不間斷的正常鏈接,那么必不可少的造成天線圖的帶寬以及方向圖的浪費。各個子系統(tǒng)間的天

2、線電磁兼容問題也成為了制約系統(tǒng)發(fā)展的重要原因之一。
　　為了解決上述的種種不利因素,可重構天線,因為其天線方向圖可重構性,頻率可重構性,以及極化可重構性,可以在同一個天線上實現(xiàn)多個不同天線的物理相加,從而實現(xiàn)了小型化天線子系統(tǒng),降低了天線的復雜性。現(xiàn)在越來越多的人們將注意力轉移到了可重構天線的設計上。
　　傳統(tǒng)的可重構天線,以方向圖可重構以及頻率可重構天線研究的最為廣泛。一般的可重構天線只能完成上述重構的一種,但是只有各種特

3、性的同時可重構才能真正意義上解決系統(tǒng)復雜性以及電磁兼容的問題。方向圖可重構意在相同頻率下,方向圖波瓣的多種朝向變化。頻率可重構實現(xiàn)了在不同頻率下,相同方向的方向圖朝向相同。
　　傳統(tǒng)的方向圖可重構天線和頻率可重構天線,實現(xiàn)方法中不可避免兩種方式:第一種利用機械轉軸來實現(xiàn)天線的物理結構的可重構,但是這種方式由于依靠機械元件的控制,所以各種不同的工作模式的轉換并不迅速;第二種方式利用移相器來實現(xiàn)相位的偏移,來控制整個天線的電流路徑,但

4、是這種方式需要大量的移相裝置,天線的復雜性大大加大。通過上述兩種方式實現(xiàn)的可重構天線在實際加工中將會遇到很大的麻煩。
　　本文通過平面貼片天線加載左手介質單元來實現(xiàn)頻率和方向圖同時可重構的天線。通過外部的偏置電路來控制二極管或者變?nèi)荻O管的導通與斷開,實現(xiàn)雙開口諧振環(huán)的物理構造上的形成與斷開。由于左手介質本身的各種特性,可重構天線的單元結構在相同頻率下,實現(xiàn)的小型化30％。利用這種方式方法,天線本身各種模式的變化并不需要機械轉軸以

5、及各種移相器裝置。降低了天線本身的復雜性。
　　本文中所設計的天線可以分為兩種工作模式:基本工作模式和可調(diào)工作模式。兩種模式在不同頻率下實現(xiàn)同時工作,而且天線的各種工作模式之間互不干擾。不同意以往的頻率可重構天線,當天線工作在一種模式下的時候,另一種工作模式必須停止,本設計的天線將多種模式共存同時工作。
　　本文首先從可重構天線和左手介質天線的發(fā)展開始介紹,第二章主要介紹了可重構天線和左手介質理論的理論推導。第三章介紹了單元