MEMS層疊式微帶貼片天線的建模、分析.pdf

1、微帶天線具有許多優(yōu)點(diǎn)，如體積小、重量輕、剖面薄、容易與載體共形、與集成電路的兼容性好、易于大批量制作等，在近幾十年來得到了廣泛的應(yīng)用。對(duì)微帶天線的研究必將為無線通信系統(tǒng)的發(fā)展帶來深遠(yuǎn)的影響。通常微帶貼片天線的頻帶較窄，而利用微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)制作具有多層介質(zhì)和貼片結(jié)構(gòu)的微帶天線，可以有效地?cái)U(kuò)展天線的帶寬。本論文的主要工作即是尋求一種好的方法來求解這類復(fù)雜結(jié)構(gòu)微帶天線的三維電磁場(chǎng)分布問題，分析天線的特性。 本論文利用時(shí)

2、域有限差分(FDTD)法，對(duì)一種新型的MEMS層疊式微帶貼片天線進(jìn)行了精確的時(shí)域仿真。FDTD法可以較精確地處理具有不規(guī)則形狀和不同介質(zhì)分界面的復(fù)雜結(jié)構(gòu)；對(duì)不同方向的FDTD網(wǎng)格邊界實(shí)施了具有不同精度的邊界吸收條件，使計(jì)算更“經(jīng)濟(jì)”；采用了一種簡(jiǎn)單有效的激勵(lì)源設(shè)置方法，使前端表面無需進(jìn)行特殊處理，同時(shí)，避免了前端表面和其附近的直流畸變的問題；利用時(shí)域解得到的豐富的電磁場(chǎng)信息，給電磁波在天線上的傳播繪制出了清晰的圖像，有助于直觀地理解天線

3、工作的物理過程；通過對(duì)時(shí)域計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行一次傅里葉變換，求得了天線在頻域上的特征參量，從而有助于了解天線在寬頻域內(nèi)的輻射特性，F(xiàn)DTD計(jì)算與經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算值取得了較好的一致，并與實(shí)驗(yàn)測(cè)試值符合得較好，證明這種計(jì)算方法用于新型MEMS微帶天線的分析是行之有效的。 本論文將FDTD法應(yīng)用于MEMS微帶天線的仿真分析，有效地節(jié)約了存儲(chǔ)空間和計(jì)算時(shí)間，取得了較好的效果，顯示了FDTD法用于分析復(fù)雜結(jié)構(gòu)微帶貼片天線的有效性和優(yōu)越性。