基于對稱環(huán)結(jié)構(gòu)的左手材料單元設(shè)計(jì)及其在多頻天線中的應(yīng)用研究.pdf

1、作為一種人工合成的具有周期或非周期結(jié)構(gòu)的新型電磁材料，左手材料具有很多自然材料所不具備的特殊電磁特性，使其在微波器件的設(shè)計(jì)和應(yīng)用上能夠起到非常特殊且重要的作用，甚至可以革命性地改變某些微波器件的性能。因此，左手材料單元結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及其在天線的應(yīng)用研究有著十分重要的學(xué)術(shù)意義和廣闊的應(yīng)用前景。
　　雖然近年來各種類型的左手材料單元結(jié)構(gòu)層出不窮，但是很多左手材料因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作頻率較高、諧振頻點(diǎn)單一、左手頻段較窄，并不便于應(yīng)用在微帶天

2、線上。為了更好地實(shí)現(xiàn)左手材料單元結(jié)構(gòu)在微帶天線上的應(yīng)用，需要降低其工作頻率，增加諧振頻點(diǎn)以及拓寬工作頻段。本文重點(diǎn)進(jìn)行了關(guān)于左手材料單元結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和性能分析，并且對于左手材料單元在WLAN/WiMAX多頻微帶天線上的應(yīng)用進(jìn)行了研究。
　　(1)針對左手材料結(jié)構(gòu)復(fù)雜和左手頻段較高的現(xiàn)狀，本文以對稱環(huán)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)左手材料的單元結(jié)構(gòu)，并基于傳輸線理論建立等效電路模型進(jìn)行電磁特性分析。其中，采用添加等效電容的思路，設(shè)計(jì)出了諧振頻率分別為

3、2.2 G、3.8 G、6G的三款環(huán)形結(jié)構(gòu);采用添加等效電感的思路，設(shè)計(jì)出諧振頻率為2.3 G的方形螺旋結(jié)構(gòu)。S參數(shù)仿真數(shù)據(jù)及其電磁參數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的這四款結(jié)構(gòu)單元在諧振頻率附近均能表現(xiàn)良好的負(fù)折射率特性。針對單一諧振頻點(diǎn)的問題，以方形螺旋結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，采用中心對稱加載方式設(shè)計(jì)出一款在2G與2.6 G頻率處具有雙頻諧振特性的左手材料單元結(jié)構(gòu)。針對左手頻段較窄的現(xiàn)狀，以圓弧螺旋與金屬棒結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，采用中心對稱加載方式設(shè)計(jì)出兩款負(fù)折射