基于電磁超材料的VHF-UHF天線小型化設(shè)計.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)對自身隱蔽性和整體緊湊性的要求。同時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)展亟待解決的兩個關(guān)鍵問題就是實現(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，本文分別對偶極子和微帶兩種形式的電小天線進行了分析與研究，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CRLH傳輸線的等效電路模型、傳輸線方程、色散特性等進行了重點分析。
　　2．基于電磁超材料的VHF天線小型化設(shè)計。首先，根據(jù)設(shè)計要求，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，實現(xiàn)了天線的小型化。測試結(jié)果表明該天線模型能夠在小型化的基礎(chǔ)上達到31%的相對帶寬，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、、負階諧振，利用所產(chǎn)生的負階諧振，實現(xiàn)天線尺寸的進一步縮減。通過對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。首先對零階諧振器的基本原理和特性進行了分析；其次依據(jù)CRLH傳輸線的零階諧振特性，設(shè)計了一種ENG-TL結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)能夠在2.599GHz處產(chǎn)生一個零階諧振點來實現(xiàn)天線的小型化。同時，加載的互補開口諧振環(huán)（CSRR）結(jié)構(gòu)，能夠使天線工作在WiMAX（3.4-3.69GHz）頻帶