柔性可形变射频天线的研究与设计

发布时间：2021-10-21 19:51

　　近年来,以可弯曲、可拉伸为特点的可延展柔性电子器件因其在人体健康监测、共形集成等领域的巨大应用潜力受到了广泛的关注。实现可延展柔性电子器件的无线通信和供能对进一步提高可延展柔性电子器件的应用便利性,拓宽器件的应用场景有重要的意义。要实现这一目标,设计和制备体积小、质量轻、柔韧性好的小型化天线是一个关键的环节。本文基于单极子天线和非频变天线的基本理论和模型,对可用于柔性电子器件的可形变射频天线的设计与制备进行了较为系统的研究。首先,本文对具有相同长度和不同形状且工作在2.5 GHz频段的单极子天线在拉伸形变下的回波损耗和方向图两个基本性能与形变的关联性进行了仿真计算和分析。结果表明,对于具有不同形状的单极子天线,天线的工作频率在拉伸后均会发生左移,且频率的左移幅度与施加的拉伸应变呈正相关。但是在施加拉伸应变后,天线的方向图特性没有显著的改变。其次,基于非频变天线理论,以阿基米德螺旋天线作为基本天线构型,通过在阿基米德螺旋天线结构中融入等角螺旋线结构,设计了一种柔性阿基米德-等角螺旋天线。仿真计算结果表明,通过在阿基米德螺旋结构之前嵌入等角螺旋结构,可以在实现天线拉伸性的同时降低天线整体的... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

表皮电子示意图

电子科技大学硕士学位论文分三维结构。大部分可形变的三维结构灵感源自于折（剪）纸艺术以及 3D 打印技术，这些结构依赖于在不同时间序列下形变的弹性体平台，通过非线性力学的屈曲弹性来改变三维形状的支撑结构[20]。特别地，多层 2D 前体的使用提供了对复杂3D 拓扑的访问，包括带有嵌套布局的密集架构，以及其他以前无法获得的拓步布局[21]。此外，同步、协调的附加结构的装配可以提高结构的稳定性，由此产生的从微米到厘米的三维夹层结构，为设备的设计提供了独特的可能性。与以往二维结构比起来，这些设计都能够提高质量因素（Q）以及更广泛的工作角度。

这些设计都能够提高质量因素（Q）以及更广泛的工作角度。图 1-2 几种三维可形变结构Jonathan A. Fan 等人通过提出使用分形结构的概念来实现电子器件的延展性，分形结构与弹性体材料的结合能使器件发挥出不寻常的力学可拉伸性，这使非常规力学在可伸缩设备设计中的应用成为可能[22]。特别地，比如Peano、Greek cross、Vicsek 这类分形结构能使电子设备产生空间填充式的结构，可以用来做成传感器、监测器及射频天线等器件。这种基于此技术的设备不仅可以贴附在皮肤上，而且

【参考文献】：
期刊论文
[1]正弦函数加载阿基米德螺旋天线的设计[J]. 徐海鹏,申强强,承浩宇.  雷达与对抗. 2017(02)
[2]一种平面等角螺旋天线的设计与应用[J]. 任强,林曙光,陈淅澄.  中国电子科学研究院学报. 2015(03)
[3]一种新颖的超宽带平面等角螺旋天线的设计[J]. 罗旺.  通信技术. 2013(06)
[4]微带巴伦馈电圆锥正弦天线设计与实验[J]. 宋立众,乔晓林,叶准.  电波科学学报. 2012(06)
[5]新型低剖面阿基米德螺旋天线设计[J]. 王亚伟,王光明,梁建刚.  微波学报. 2012(04)
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本文编号：3449618