左手材料在基站天线设计中的应用研究

发布时间：2017-07-27 07:23

  本文关键词：左手材料在基站天线设计中的应用研究

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【摘要】：左手材料(Left handed materials LHM)是一种由科学家通过特殊方式合成的材料,这种材料的性质很特别。因为左手材料的单元结构的尺寸远小于所对应的波长,它们具有了负的介电常数和负的磁导率,这两种性质可以被用来提高天线的性能。根据左手材料相关理论,人们提出了各种加载左手材料的天线。这些天线通过在介质基板上印刷左手材料,提高了天线的各种不同的性能。近年来,随着4G高速通信时代的悄然降临,宽的阻抗带宽,稳定的定向方向图,相似的E面和H面,低的后向辐射以及高的增益成了基站天线设计中必不可缺的要求。面对新的挑战,传统的天线设计技术渐渐的难以实现这些要求,而左手材料的应用是解决这些问题的有效方法。而本文主要研究了左手材料对于基站天线性能的改善。一,将零折射率左手材料加载在电磁偶极子基站天线上,通过改变零折射率左手材料的排列方式,研究其对电磁偶极子基站天线性能的影响。结果表明,加载左手材料后,电磁偶极子基站天线的带宽增宽,增益增高了。二,设计了一款印刷的垂直定向基站天线,该天线由带有矩形缝隙的T型的偶极子、L型的巴伦馈线和金属过孔组成,且垂直放置在金属反射板上。该基站天线具有2.4GHz与3.9GHz两个谐振点。驻波比小于等于2的带宽为2.1GHz,在2.12GHz到2.6GHz具有稳定的8dB左右的增益。三,通过在该垂直定向基站天线上加载零折射率的左手材料阵列,该天线驻波比小于等于2的带宽为2.3GHz,并且获得了大于23dB的前后比以及近似的E面和H面方向图。
【关键词】：电磁偶极子天线 基站天线 左手材料 零折射率
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN828.6
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-18
• 1.1 研究背景及意义8-10
• 1.2 左手材料国内外研究进展10-14
• 1.2.1 基于复合左右手传输线的谐振天线10-12
• 1.2.2 电小左手材料天线12-13
• 1.2.3 左手材料金属谐振器天线13-14
• 1.3 基站天线国内外研究进展14-16
• 1.3.1 改善馈电方式15
• 1.3.2 堆叠结构15-16
• 1.3.3 改进辐射贴片结构16
• 1.3.4 加载新材料16
• 1.4 论文的主要工作16-17
• 1.5 论文的主要安排17-18
• 第二章 左手材料设计及天线基本参数18-32
• 2.1 自然界材料18-20
• 2.2 左手材料20-22
• 2.3 左手材料分类22-25
• 2.3.1 负折射率左手材料23
• 2.3.2 零折射率左手材料23-24
• 2.3.3 梯度折射率左手材料24-25
• 2.4 左手材料理论研究25-27
• 2.5 左手材料仿真27-29
• 2.6 天线的基本参数29-31
• 2.7 本章小结31-32
• 第三章 左手材料在电磁偶极子基站天线中的应用32-41
• 3.1 左手材料阵列对电磁偶极子基站天线性能的影响32-38
• 3.1.1 电磁偶极子基站天线结构32-33
• 3.1.2 利用左手材料阵列提高增益33-35
• 3.1.3 利用左手材料阵列提高带宽35-36
• 3.1.4 V型排列左手材料阵列的特性36-38
• 3.2 加工与测试38-40
• 3.3 本章小结40-41
• 第四章 左手材料在垂直定向基站天线中的应用41-55
• 4.1 T型垂直定向基站天线设计41-45
• 4.1.1 T型垂直定向基站天线结构设计41-42
• 4.1.2 T型垂直定向基站天线性能优化42-45
• 4.2 零折射率左手材料对天线性能的影响45-47
• 4.3 加载零折射率左手材料的垂直定向基站天线设计47-50
• 4.4 加工与测试50-54
• 4.5 本章小结54-55
• 第五章 总结与展望55-57
• 5.1 本文内容的总结55-56
• 5.2 未来工作的展望56-57
• 参考文献57-62
• 攻读硕士学位期间完成的科研情况62-63
• 致谢63

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本文编号：580350