磁性材料微帶天線的研究設(shè)計及優(yōu)化.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)日新月異，電子設(shè)備功能化小型化和集成度越來越高，對小型化多頻段寬頻帶天線的要求越來越突出。近年來，微帶天線以重量輕，體積小、造價低、易于加工制作的特點受到越來越多的關(guān)注和研究。與此同時，21世紀是磁性材料發(fā)展史上輝煌的一頁，磁性材料易成型，不存在渦流，具有展寬天線帶寬和減小尺寸的突出優(yōu)點，在微帶天線的研究設(shè)計中凸顯出了巨大的潛力。本文主要以高分子有機磁性材料(JV-5)作為基板研究與設(shè)計微帶天線的小型化、多頻

2、段、寬頻帶特性。主要完成以下工作:
　　 首先主要對微帶天線的理論做了詳細的介紹和分析，掌握小型化多頻段寬頻帶微帶天線的理論，根據(jù)應(yīng)用的需求，在普通NELCO N-4000-13基板上設(shè)計出適用于WLAN(2.40～2.4835GHz，5.15～5.35 GHz)和WIMAX(3.40～3.60GHz)雙L形三頻段微帶天線，然后通過分析高分子有機磁性材料(JV-5)的介電常數(shù)與磁導(dǎo)率對微帶天線的縮波及寬頻帶效應(yīng)，并在此基板上設(shè)計

3、出相同形狀、頻段的雙L型微帶天線，經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn)，采用JV-5基板設(shè)計出的微帶天線尺寸縮小了41.6％，最大增益達到5dB以上，相對帶寬最大達到14.3％，而且局部SAR值和平均SAR值都有所降低，得到JV-5作為微帶天線基板小型化寬頻帶的可行性研究。并在JV-5基板上設(shè)計出另一款1形縫隙的微帶天線，天線能夠同時工作在ISM2.40 GHz、3.80GHz和5.20GHz頻段，該天線相對帶寬達到19.7％，增益較好，且具備結(jié)構(gòu)簡單、易于制

4、作的優(yōu)點，能夠滿足移動通信終端天線小型化寬頻帶的工程需要，具有良好的應(yīng)用前景。
　　 磁性材料微帶天線的小型化和寬頻帶特性是以犧牲天線的輻射效率為代價，為提高其增益，本文基于電磁帶隙理論分析，分別采用基于局域諧振機理的Mushroom-EBG和地面腐蝕型EBG結(jié)構(gòu)對JV-5雙L形天線進行優(yōu)化，采用Mushroom-EBG結(jié)構(gòu)的雙L形微帶天線通過在單元貼片上引入十字縫隙結(jié)構(gòu)，更利于微帶天線的小型化，仿真結(jié)果表明在低頻段的帶寬增加了

5、5.7％，增益提高了4.8dB，達到10.2dB;地面腐蝕型EBG結(jié)構(gòu)通過在地板上刻蝕出周期性的圖案，仿真結(jié)果表明，在3.52GHz時很大程度上糾正了天線的最大增益的輻射方向，其帶寬和增益都有所增加，且采用Mushroom-EBG結(jié)構(gòu)增益在2.45GHz遠高于采用非磁性NELCO N-4000-13作基板時微帶天線的增益。
　　 研究結(jié)果為在高分子有機磁性材料上設(shè)計微帶天線打下相關(guān)的理論基礎(chǔ)，為新型JV-5材料的開發(fā)、推廣與應(yīng)用