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《基于左手材料的微帶漏波天線的分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、中山大學碩士學位論文饋電來控制天線主波束的單雙掃描形式，僅在一端饋電則為單向波束掃描，兩側同時饋電則為雙向波束掃描形式。以上研究都是基于雙向波束同步掃描的。此外也有文章探討了實現(xiàn)雙側波束異步掃描的方法?？傊瑢ξ┎ㄌ炀€波束掃描范圍和掃描方式的研究一直在進行之中[3】。除了主波束掃描范圍外，微帶漏波天線的小型化設計也是一個關注熱點。微帶漏波天線工作于工作區(qū)域內時，大部分能量以空間波的形式沿長邊向外輻射。微帶天線長度為有限的情況下，微帶漏波天線開口端無匹配負載，由于微帶線的開口效應，部分能量反射形成反射波，延長邊輻射形成柵瓣。微帶
2、漏波天線長度越長，能量越可以充分向外輻射，柵瓣越小，當微帶線長度減小時，反射波就增大，造成柵瓣過大，影響天線的主波束掃描，而且使微帶漏波天線效率降低。所以微帶漏波天線的長度一股要求為4到5個波長以上[21141。在減少天線尺寸的同時保持天線輻射特性是微帶漏波天線小型化時所需要解決的問題[3】。隨著微波和毫米波雷達在無線移動通信、雷達防撞領域的廣泛應用，研發(fā)低成本，高效率和緊湊型天線越發(fā)重要。傳統(tǒng)的智能天線饋電結構復雜，算法繁復，大規(guī)模應用于移動通信領域有一定的困難。相比于傳統(tǒng)的智能天線，微帶漏波天線結構簡單，低截面，頻控主波束方向
3、可調，易于耦合，其輻射特性十分使用于移動通信。所以加強對微帶漏波天線的研究，改進其性能，具有重大的現(xiàn)實意義。1．2應用左手材料設計漏波天線的意義左手材料(LHMs)是一種人工復合材料。左手材科(LHMs)的概念早在六十年代就由前蘇聯(lián)科學家Veselago[5]提出，但他只是在理論上對其進行了研究，并沒有進行實物的設計。因此隨后科學界對左手材料的研究進入了停滯狀態(tài)。直至2001，美國加州大學SanDiego分校的DavidSmith等物理學家根據(jù)Pendry等人的建議[6】，利用以銅為主的復合材料首次制造出在微波波段具有負介電常數(shù)、
4、負磁導率的物質，他們使一束微波射入由銅環(huán)和銅線構成的人工介質，微波以負角度偏轉，從而證明了左手材料的存在。這一突破掀起了對左手材料的研究熱潮。第1章緒論最近幾年，這種材料在固體物理、材料科學、光學和應用電磁學領域內開始獲得愈來愈廣泛的關注，對它的研究發(fā)展得很快。2002年7月。瑞士ETFtZ實驗室的科學家們宣布制造出三維的左手材料，這將可能對電子通訊業(yè)產(chǎn)生重大影響，相關研究成果也發(fā)表在當月的美國《應用物理快報》上。2002年底，麻省理工學院孔金甌教授從理論上證明了左手材料存在的合理性，并稱這種人工介質可用來制造高指向性的天線【7】
5、。眾多的研究成果表明，如果將左手材料應用到漏波天線的設計中，將很可能在天線的尺寸、制造成本或性能等方面取得一些新的進展，有利于促進漏波天線在移動通信領域的應用。就波束掃描范圍而言，與普通天線一樣，傳統(tǒng)的微帶漏波天線只能實現(xiàn)主波束為單波束時從邊射到端射的掃描(即為00到90。的掃描)，天線單波束掃描被限制于90。的空間范圍內。如果能夠設計出一種漏波天線，令其波束掃描范圍突破這900的空間，那么對于漏波天線的研究而言，這將是一個很大的進步。而應用基于左手材料概念的CRLH結構來設計這種漏波天線，在理論上是能夠獲得這樣一種優(yōu)異的波束掃描
6、性能的。所以。將左手材料應用到漏波天線的設計中，對漏波天線的研究具有重大的意義。將左手材料應用到天線設計也為制造新一代手機天線提供了新思路。高速發(fā)展的移動通信技術對智能天線的要求越來越高，可是現(xiàn)有的手機天線是無法實現(xiàn)定向尋找等智能化功能的?；谧笫植牧系膯蝹€小天線，可實現(xiàn)高方向性或者更大范圍波束掃描，輕松達到定向目的，還能大大降低能耗。目前，國際通訊產(chǎn)業(yè)界等都在加緊研制左手材料，借以開發(fā)未來微波通訊器件。1．3論文的內容安排以及主要研究成果本論文包括理論研究和實際設計兩方面的內容。在理論研究中，首先從左手材料的基本概念入手，討論了
7、左手材料的構造方法，然后對微帶天線的設計作了探討，研究了微帶天線設計的分析方法，接著分析了微帶漏波天線的原理和基于左手材料概念的CRLH傳輸線結構，給出了CRLH微帶漏波天線波束掃描角度的數(shù)學推論。在實際設計中，給出了CRLH微帶漏波天線的具體參數(shù)，并用Ansottdesigner軟件對其進行了仿真分析。結合這些研究，本文的內容安排和所得到的主要成果如下：中山大學碩士學位論文第2章主要介紹左手材料的概念、原理和構造方法，同時對左手材料的發(fā)展前景作了分析。本文所設計的漏波天線是基于左手材料概念的，本章對左手材料的原理作了理論分析，以
8、此解釋其電磁性能。對于左手材料的構造方法，重點研究傳輸線構造法，給出了電路模型和數(shù)學推導。這些部是下文研究和設計基于左手材料漏波天線的基礎。第3章對微帶天線的基本理論進行了研究。首先介紹了微帶天線的定義、發(fā)展狀況、結構及種類，然后分析比較了微帶天線
