谈天线电磁超材料与其功能结构单元在微带天线中运用网

摘要：本论文主要可以分为以下几个部分：第一部分首先介绍了电磁超材料的发生背景、进展背景以及国内外探讨近况。第二部分阐述了电磁超材料的工作原理及实现特殊电磁特性的基本条件,详细说明了左手材料的双负特性,并探讨了左手材料在此特性的基础上产生的负折射特性、逆Cherenkov辐射、逆Doppler效应、完美透镜效应等奇异电磁特性,进一步说明了这些电磁特性的运用前景。最后,文章重点讨论了利用周期性的金属开口谐振环和周期性的金属棒阵列构成的左手材料与基于传输线论述的复合左右手传输线左手材料的物理机理。第三部分运用了CST公司出品的CST MICROWE STUDIO(简称为CSTMWS,也可以称之为CST微波工作室)仿真软件探讨了金属开口谐振环单元的半径、开口、环宽及介质基板大小对其电磁特性的影响,并在此基础上探讨了双环与单环的电磁参数区别,进一步介绍了双环的半径大小、内外间距、相对位置等参数与双环电磁特性的联系。第四部分首先介绍了利用金属开口谐振环在微带天线中产生通带与阻带的策略,浅析了金属开口谐振环的大小、环宽、开口、位置等参数对天线通带与阻带的影响。在此基础上仿真计算了一种超宽带天线,通过在天线中添加开口谐振环结构使天线在3.5GHz,5.2GHz,5.8GHz,6.8GHz这四个频点的驻波比均在8以上,在这四个频段形成了阻带,多阻带天线尺寸为40×33×1mm3。然后利用单极子天线结构制作了一种单通带天线,在此基础上利用金属开口谐振环在天线通带外产生了其它通带,使天线在2.5GHz,3.5GHz,5.5GHz三个频带S参数均在-10dB以下,实现了多通带特性,多通带天线尺寸为26×25×

1.6mm3。关键词：超材料论文多通带天线论文多阻带天线论文金属开口谐振环论文

摘要4-5

ABSTRACT5-9

第一章 引言9-17

1.1 选题背景9-10

1.2 超材料的国内外探讨近况10-15

1.2.1 超材料10-11

1.2.2 左手材料11-15

1.3 课题探讨作用15

1.4 论文探讨内容及主要工作15-17

第二章 左手材料的电磁特性17-37

2.1 左手材料的原理17-19

2.2 左手材料的奇异电磁特性19-24

2.2.1 负折射特性19-20

2.2.2 逆Cherenkov辐射20-21

2.2.3 逆多普勒效应21-22

2.2.4 完美透镜效应22-24

2.3 左手材料的结构24-37

2.3.1 金属开口谐振环和周期金属线结构24-31

2.3.2 复合左右手传输线结构31-37

第三章 左手结构单元的仿真计算37-46

3.1 基于单金属开口谐振环的仿真37-40

3.1.1 金属开口环半径大小对谐振环电磁特性的影响38

3.1.2 金属开口环开口大小对谐振环电磁特性的影响38-39

3.1.3 金属开口环宽度大小对谐振环电磁特性的影响39-40

3.1.4 介质基板边长大小对谐振环电磁特性的影响40

3.2 基于双金属开口谐振环的仿真40-46

3.2.1 双金属谐振环与单金属谐振环电磁特性的区别41-42

3.2.2 金属谐振环内外环的相对方向对谐振环电磁特性的影响42-43

3.2.3 金属谐振环外环外径对谐振环电磁特性的影响43-44

3.2.4 金属谐振环内环外径对谐振环电磁特性的影响44-46

第四章 加载左手材料功能结构单元的微带天线46-66

4.1 微带天线概述46

4.2 利用左手材料功能结构单元制作多阻带天线46-58

4.2.1 超宽带天线的设计46-48

4.2.2 单阻带超宽带天线的设计48-53

4.2.3 多阻带超宽带天线的设计53-56

4.2.4 多阻带超宽带天线的测试与浅析56-58

4.3 利用左手材料功能结构单元制作多频带天线58-66

4.3.1 单频带天线的设计58-59

4.3.2 双频带天线的设计59-62

4.3.3 多频带天线的设计62-66

第五章 结论与展望66-68

5.1 工作总结66

5.2 文章的革新点66-67

5.3 未来展望67-68

致谢68-69