新型左手材料結(jié)構(gòu)及其在微帶天線(xiàn)中的應(yīng)用.pdf

1、左手材料是一種介電常數(shù)和磁導(dǎo)率在一定的電磁波頻段內(nèi)同時(shí)為負(fù)的新型人工材料。由于其對(duì)入射電磁波具有吸收特性，將這一特性應(yīng)用于微帶天線(xiàn)可以有效地抑制微帶天線(xiàn)工作時(shí)所激發(fā)的表面波和饋電網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的寄生輻射，從而提高天線(xiàn)的輻射效率改善其性能。如今隨著無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的快速發(fā)展，高性能的無(wú)線(xiàn)通信終端設(shè)備備受關(guān)注，而微帶天線(xiàn)作為其中的重要部件之一，研究和設(shè)計(jì)基于左手材料結(jié)構(gòu)的高性能微帶天線(xiàn)自然具有了重要意義。
　　本文先簡(jiǎn)要地介紹了本課題的研究背景

2、及意義，分析了左手材料以及基于左手材料結(jié)構(gòu)的微帶天線(xiàn)的研究現(xiàn)狀。然后提出了兩種新型的左手材料，這兩種材料在電磁波平行入射和垂直入射的情況下，都能實(shí)現(xiàn)雙頻帶的左手特性。最后對(duì)第一種新型的左手材料在微帶天線(xiàn)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)。本文的主要工作和成果如下:
　　(1)提出了兩種新型結(jié)構(gòu)的左手材料。一種是由介質(zhì)基板和放置在基板兩側(cè)的兩個(gè)Z形金屬面構(gòu)成，該結(jié)構(gòu)采用多個(gè)磁諧振與多個(gè)電諧振相結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)多頻帶的左手特性原理組成。仿真與測(cè)試結(jié)

3、果顯示，該結(jié)構(gòu)單元在電磁波平行入射時(shí)，在7.1-7.4GHz和8.0-8.3GHz這兩個(gè)頻段內(nèi)實(shí)現(xiàn)了雙頻帶左手特性;垂直入射時(shí)，在6.8-7.2GHz、8.7-9.1GHz與11.6-12GHz之間產(chǎn)生了三個(gè)負(fù)折射率頻段。另一種是基于雙M形開(kāi)口結(jié)構(gòu)的雙入射型雙頻帶左手材料。仿真結(jié)果表明，水平入射時(shí)，該結(jié)構(gòu)在8.2GHz與9.8GHz兩頻段附近形成了明顯的左手通帶;垂直入射時(shí)，在6.9GHz和8.3GHz附近頻段具有等效折射率為負(fù)的雙頻帶

4、左手特性。
　　(2)根據(jù)前一章所提出的Z形左手材料結(jié)構(gòu)，將其應(yīng)用到微帶天線(xiàn)上從而改善其性能。仿真結(jié)果顯示，左手材料應(yīng)用到雙頻帶微帶天線(xiàn)上作為其覆蓋層時(shí)，微帶天線(xiàn)在7.1 GHz和8.8 GHz中心頻率處的增益分別提高了2.0dB和2.2dB，帶寬分別增加了240MHz和170MHz，方向圖更好。將負(fù)磁導(dǎo)率材料加載到微帶天線(xiàn)的基底中，該微帶天線(xiàn)在8.2GHz頻段處的增益提高了1.5dB，定向性更好，輻射效率更高。
　　本文所