基于電磁超材料的VHF-UHF天線小型化設(shè)計(jì).pdf

1、天線作為通信設(shè)備中電磁波發(fā)射和接收的關(guān)鍵部件，尺寸過大難以滿足通信系統(tǒng)對(duì)自身隱蔽性和整體緊湊性的要求。同時(shí)為了滿足各類通訊系統(tǒng)之間的信息交流，要求天線能夠?qū)崿F(xiàn)多頻段或者超寬帶。因此，當(dāng)前無線通信技術(shù)發(fā)展亟待解決的兩個(gè)關(guān)鍵問題就是實(shí)現(xiàn)天線的小型化、多頻段。近年來，人工電磁超材料的奇異特性為天線性能的改善提供了新的方向。鑒于此，本文分別對(duì)偶極子和微帶兩種形式的電小天線進(jìn)行了分析與研究，主要內(nèi)容如下：
　　1．首先介紹了電磁超材料的基本

2、定義和特性，其次對(duì)CRLH傳輸線的等效電路模型、傳輸線方程、色散特性等進(jìn)行了重點(diǎn)分析。
　　2．基于電磁超材料的VHF天線小型化設(shè)計(jì)。首先，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選取蝶形天線作為基礎(chǔ)模型，并利用加載彎折線、反射腔和匹配網(wǎng)絡(luò)的方法，實(shí)現(xiàn)了天線的小型化。測(cè)試結(jié)果表明該天線模型能夠在小型化的基礎(chǔ)上達(dá)到31%的相對(duì)帶寬，且頻帶內(nèi)的增益均大于1.5dBi；其次，依據(jù)左手材料的負(fù)折射特性，提出了一種NRI-TL超材料結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的加載可以使天線產(chǎn)生正

3、、負(fù)階諧振，利用所產(chǎn)生的負(fù)階諧振，實(shí)現(xiàn)天線尺寸的進(jìn)一步縮減。通過對(duì)比未加載之前的天線，尺寸減小了12.3%。
　　3．基于電磁超材料的UHF天線小型化設(shè)計(jì)。首先對(duì)零階諧振器的基本原理和特性進(jìn)行了分析；其次依據(jù)CRLH傳輸線的零階諧振特性，設(shè)計(jì)了一種ENG-TL結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)能夠在2.599GHz處產(chǎn)生一個(gè)零階諧振點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)天線的小型化。同時(shí)，加載的互補(bǔ)開口諧振環(huán)（CSRR）結(jié)構(gòu)，能夠使天線工作在WiMAX（3.4-3.69GHz）頻帶