新型左手材料及其在微帶天線與濾波器的應(yīng)用研究.pdf

1、左手材料是等效介電常數(shù)與等效磁導(dǎo)率同時(shí)為負(fù)的一種新型人工材料。作為21世紀(jì)科學(xué)界的最大發(fā)現(xiàn)，它奇異的微波特性很快就引起了廣大學(xué)者的研究興趣。負(fù)折射、逆多普勒效應(yīng)和完美透鏡這些有別于普通材料的特性，對(duì)設(shè)計(jì)微波無線器件具有很大的優(yōu)勢。如今隨著無線通信的快速發(fā)展，無線通信終端已經(jīng)成為了人們?nèi)粘Ｉ钪凶钪饕慕M成部分之一。但是人們對(duì)于移動(dòng)終端的要求也越來越高，不僅僅要求高性能的通信質(zhì)量，還要求低成本。這就對(duì)無線通信系統(tǒng)提出了更高的要求。而天線與

2、濾波器作為其中的重要部件，研究和設(shè)計(jì)基于左手材料的天線與濾波器也就自然具有很大的意義。
　　本文簡要地介紹了本課題的研究背景及意義，分析了左手材料以及基于左手材料的微帶天線與濾波器研究現(xiàn)狀。并對(duì)幾種典型結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)做出了評(píng)價(jià)和總結(jié)。在理論分析和仿真的基礎(chǔ)之上，本文首先提出了一種正六邊形多開口雙頻帶左手材料，然后基于該左手材料分別設(shè)計(jì)了一種微帶天線與濾波器。本文的主要工作和成果如下：
　　(1)提出了一種正六邊形雙頻帶左手材料

3、。該左手材料采用磁諧振與電諧振結(jié)合的原理產(chǎn)生。首先在介質(zhì)的上表面刻蝕了多開口正六邊形結(jié)構(gòu)，然后在介質(zhì)的下表面刻蝕金屬條結(jié)構(gòu)。仿真結(jié)果顯示，該結(jié)構(gòu)在以6.7GHz和9.3GHz為中心頻率的兩個(gè)頻段周圍內(nèi)形成了一個(gè)明顯的左手通帶。
　　(2)根據(jù)前一章的雙頻帶左手材料，分別設(shè)計(jì)了一種雙頻帶貼片天線和多響應(yīng)微帶濾波器。雙頻帶天線仿真結(jié)果顯示，該天線工作于5.4GHz和6.6GHz兩個(gè)通用的通信頻段。在工作頻段以內(nèi)，其天線的S參數(shù)達(dá)到了1

4、0d B以上，電壓駐波比(VSWR)小于2。多響應(yīng)濾波器通過改變結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)多頻帶與寬頻帶響應(yīng)。仿真與測試結(jié)果顯示，當(dāng)濾波器為多頻帶響應(yīng)時(shí)，濾波器響應(yīng)呈現(xiàn)出明顯的4波段，其中心頻率分別為4.48GHz、4.97GHz、5.47GHz和5.92GHz，3dB相對(duì)帶寬則分別為2.5％、4.2%、3.4%和1.2%。當(dāng)濾波器為寬頻帶響應(yīng)時(shí)，其中3dB絕對(duì)帶寬從5.9GHz到7.01GHz，相對(duì)帶寬則為20%。
　　本文所提出