异向介质在微带天线中的性能及应用研究
本文关键词:异向介质在微带天线中的性能及应用研究 出处:《电子科技大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文
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【摘要】:异向介质是一种人工复合材料,它已被证明可以表现出与天然界中存在的物质迥异的电磁特性,而且在微波领域已经有了很多的应用。由于现代通信系统的尺寸的不断缩小,小型化微波元件已引起越来越多的关注。天线是无线通信系统的关键部分,天线性能的好坏将直接影响到整个系统的性能,微带天线是天线的重要分支。近些年来,以异向介质为基础的天线得到了广泛的研究,最主要的研究集中在不影响天线的相关的辐射等性能的基础上实现天线的小型化。本论文的工作重点主要在研究异向介质加载微带传输线的应用,包括异向介质加载单极子微带天线和复合左/右手(CRLH)漏波天线两部分领域的应用。首先,本文前两章系统的阐述了异向介质的背景知识,在此基础上介绍了左右手传输线的理论。接着通过在传统的矩形微带天线的上表面添加本文提出的一种新型互补开口环谐振环(CSRRs)结构,实现了一种宽频带、高增益的矩形微带贴片天线,通过对其方向图的研究,天线在整个频带内都具有在水平方向上较强的辐射。为进行对比,本文同时研究了传统异向介质结构及其变形结构加载微带单极子天线。本文提出的这种互补开口环谐振环(CSRRs)结构加载的微带贴片天线,可以将传统微带天线的尺寸缩减35.4%,而且工作带宽覆盖了从4.8GHz的到8.23GHz,相对带宽可以达到52.65%。最后,本文研究了一种复合左/右手(CRLH)漏波天线。作为左手介质(LHM)传输线(TL)一个广义模型,复合左/右手(CRLH)传输线(TL)提供了非常独特的相位响应,如多频化、宽频化、非线性频变。本文研究了一个简单的复合右/左手(CRLH)传输线(TL)结构,通过在传输线表面蚀刻这种结构,设计了基于基片集成波导(SIW)的漏波天线,并研究了这种漏波天线的性能。本文包括单面辐射和双面辐射两种漏波天线,其区别是前者只有一面加载这种结构,并采用了交指结构单元从中间向两边渐变的思想,后者在上、下两面都加载了这种结构。单面辐射漏波天线只能实现一个面的波束扫描,双面辐射漏波天线能够同时实现两个面上的波束扫描。
[Abstract]:The anisotropic medium is a kind of artificial composite material, which has been proved to exhibit electromagnetic properties which are different from those existing in the natural world. And there have been many applications in the field of microwave. Because of the continuous reduction of the size of modern communication system, miniaturization of microwave components has attracted more and more attention. Antenna is the key part of wireless communication system. The performance of antenna will directly affect the performance of the whole system. Microstrip antenna is an important branch of antenna. In recent years, the antenna based on anisotropic medium has been widely studied. The most important research is to realize the antenna miniaturization without affecting the radiation performance of the antenna. The main work of this thesis is to study the application of the microstrip transmission line loaded with different media. It includes two parts of application: unipolar microstrip antenna loaded with different medium and composite left / right hand CRLH leakage antenna. Firstly, the background knowledge of the heterodyne medium is systematically described in the first two chapters of this paper. On this basis, the theory of left-right hand transmission line is introduced. Then, a novel complementary open ring resonant ring (CSRRs) structure is added to the upper surface of the traditional rectangular microstrip antenna. A wide band, high gain rectangular microstrip patch antenna is realized. Through the study of its pattern, the antenna has strong radiation in horizontal direction in the whole frequency band. At the same time, the microstrip monopole antenna loaded with conventional anisotropic dielectric structure and its deformed structure is studied. The microstrip patch antenna loaded with this complementary open ring resonant ring (CSRRs) structure is proposed in this paper. The size of the traditional microstrip antenna can be reduced by 35.4GHz, and the operating bandwidth covers the range from 4.8 GHz to 8.23 GHz, and the relative bandwidth can reach 52.65 GHz. Finally. In this paper, we study a generalized model of a composite left / right hand CRLH) leaky wave antenna as a LHM transmission line. The composite left / right hand CRLH transmission line (TLL) provides very unique phase responses, such as multi-frequency and broadband. A simple compound right / left-handed CRLH transmission line (TLL) structure is studied by etching the structure on the surface of the transmission line. A leaky wave antenna based on substrate integrated waveguide (SIW) is designed and its performance is studied. The difference is that the former has only one side to load the structure, and the intersecting structure unit from the middle to the two sides of the idea of gradual change, the latter on the top. This structure is loaded on the next two sides. The single side radiation leaky wave antenna can only realize one plane beam scanning, and the two side radiation leak wave antenna can realize the two plane beam scanning at the same time.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN822
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,本文编号:1405837
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