高阻抗表面在微带天线中的应用研究

发布时间：2021-07-21 22:16

　　作为一种新型的人工电磁材料,高阻抗表面结构在天线设计中得到越来越广泛的应用。高阻抗表面结构由于其独特的电磁特性,能够改善天线性能和结构:提高增益,拓宽带宽,降低剖面。典型的高阻抗表面是一种二维周期蘑菇型结构,由金属和介质材料构成。它能够在一定的频带范围内具有表面波抑制特性和同相位反射特性。本文研究了加载高阻抗表面结构对传统矩形贴片天线性能的改善,以及在宽带单极子天线馈线旁加载高阻抗表面单元获得陷波特性。主要工作可概括为以下两部分:（1）加载高阻抗表面的宽带微带贴片天线设计在矩形贴片天线辐射边两侧加载高阻抗表面单元,天线的相对带宽为33.7%（8.1-11.47 GHz）,比传统贴片天线带宽增加了2.72 GHz。在中心频率10GHz处,天线的增益为10.2dBi,比传统贴片天线的增益提高了近3.5 dB。（2）加载高阻抗表面结构的超宽带陷波天线设计在宽带单极子天线的馈线旁加载高阻抗表面单元,分别设计了三种不同高阻抗表面的结构。第一种是两个相同高阻抗表面单元,天线在3.05GHz到3.85GHz频率范围内形成陷波,覆盖WiMAX频段。第二种通过在高阻抗表面单元上开阿基米德螺旋结构缝隙,减... 

【文章来源】：山西大学山西省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

凹凸表面在凹凸表面上存在的两种驻波模式，两种模式的频率之间存在带隙效应

第一章绪论3线，天线的表面波得到了很好的抑制，所以这个天线具有良好的辐射方向图。图1.1经典的波纹表面图1.2带有波纹表面的天线在传统的电磁阻抗表面结构中另一种代表性的结构是凹凸表面结构[21-23]。凹凸表面结构如图1.3所示，在一个金属表面上按一定周期均匀分布着金属凸起，周期距离为二分之一波长，其中表面上分布着两种模式的驻波，一种是在凸起的位置上形成波峰，如图1.3(a)所示,另一种是在凸起的位置上形成波谷，如图1.3(b)所示，这两种模式会相隔一定的频率范围，在这个频率范围内表面波没有办法传播[24]。图1.3凹凸表面在凹凸表面上存在的两种驻波模式，两种模式的频率之间存在带隙效应。(a)波峰位于凸起位置；(b)波谷位于凸起位置上面所述的两种结构为是具有代表性的传统的阻抗表面，它们已经在抑制交叉极化等方面得到验证，这两种结构在波纹喇叭、反射面天线都得到了广泛的应用[25]。

第一章绪论3线，天线的表面波得到了很好的抑制，所以这个天线具有良好的辐射方向图。图1.1经典的波纹表面图1.2带有波纹表面的天线在传统的电磁阻抗表面结构中另一种代表性的结构是凹凸表面结构[21-23]。凹凸表面结构如图1.3所示，在一个金属表面上按一定周期均匀分布着金属凸起，周期距离为二分之一波长，其中表面上分布着两种模式的驻波，一种是在凸起的位置上形成波峰，如图1.3(a)所示,另一种是在凸起的位置上形成波谷，如图1.3(b)所示，这两种模式会相隔一定的频率范围，在这个频率范围内表面波没有办法传播[24]。图1.3凹凸表面在凹凸表面上存在的两种驻波模式，两种模式的频率之间存在带隙效应。(a)波峰位于凸起位置；(b)波谷位于凸起位置上面所述的两种结构为是具有代表性的传统的阻抗表面，它们已经在抑制交叉极化等方面得到验证，这两种结构在波纹喇叭、反射面天线都得到了广泛的应用[25]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]高阻抗表面的反射特性研究[J]. 刘亚宁,郭宇,王素玲.  微型电脑应用. 2013(12)

博士论文
[1]超材料的电磁特性与应用研究[D]. 陈曦.国防科学技术大学 2013

硕士论文
[1]基于分形单元的微带反射阵列天线的设计研究[D]. 田楚.山西大学 2019
[2]基于高阻抗表面的宽带超材料吸波体研究[D]. 卢玉娇.合肥工业大学 2019
[3]低轮廓、圆极化阿基米德螺旋天线的研究[D]. 温斌.西安电子科技大学 2014



本文编号：3295865