基于电磁超材料的UHF小型化短路天线设计

发布时间：2024-04-14 06:41

　　基于互补开口谐振环(CSRR)和短路结构,设计了针对UHF波段应用的小型化微带天线,通过在天线地平面上蚀刻CSRR结构有效降低了微带天线的谐振频率。并在加载CSRR结构的基础上,进一步加载了短路结构,使得谐振频率降至UHF频段。该天线的谐振频率为810MHz,其电尺寸仅为0.115λ0×0.088λ0×0.032λ0,效率接近90%,且方向图拥有全向辐射特性,在移动通信等领域有着十分广泛的应用空间。

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【部分图文】：

图1加载CSRR的小型化微带天线结构示意图

本文设计的加载CSRR的小型化微带天线如图1所示。在一个传统的矩形贴片天线上，通过在天线的金属地板上蚀刻若干个互补开口谐振环（ComplementarySplitRingResonator,CSRR），使得天线的谐振频率降低，达到天线尺寸小型化的效果。根据上文的理论分析，通....

图2加载CSRR的贴片天线的等效电路模型

加载CSRR的微带贴片天线的等效电路模型如图2所示。在图2中，Lfeed表示馈电探针引入的电感。微带贴片的Rpatch、Cpatch和Lpatch组成的RLC储能电路，而由LCSRR1、LCSRR2和CCSRR组成的LC电路则是CSRR负载接地平面的电路模型。在电路模型中，CCS....

图3不同数量CSRR的S11曲线图

由图3可知，传统贴片天线的谐振频率为2.808GHz，在地板上加载CSRR的数量为1×2的时候，天线的谐振频率在2.65GHz，带宽为86MHz(2.612GHz～2.698GHz）；而数量增多至3×4的时候，CSRR的覆盖范围近似于贴片的大小，天线的谐振在2.418GH....

图4加载CSRR与短路针的小型化UHF波段天线结构俯视图

上文设计的加载5×6个CSRR的天线的谐振频点在2.18GHz，并不属于UHF频段，而且无法通过增加CSRR的数量进一步实现小型化。所以为了能够使得天线的谐振频率能够进一步降低，所以本小节设计的天线在之前设计的基础上，在辐射贴片和金属地板之间加载短路针，使得天线的谐振频率进一步降....

本文编号：3954276