基于新型電磁材料的微帶天線研究

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1、ｍｗ寺成９自Ｉ碩壬學(xué)位論文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ｜－／＾Ｍ７ｆ－■Ｈ＇ＩｈＨ論文ｉｉ目基于繼輔材柳句微帶天娜究ｗＫｍ￣＾ｎ學(xué)科專業(yè)材料科學(xué)巧程學(xué)號(hào)２０１３２１１７０２０９Ｉ作者姓名王彥虎?。墸墸崳姡保崳娭笇?dǎo)教師麼永波副教授ＶＹ－．Ｖ１：．．－：出纖戀接誦讀：禱奮分類號(hào)密級(jí)注1UDC學(xué)位論文基于新型電磁材料的微帶天線研究（題名和副題名）王彥虎（作者姓名）指導(dǎo)教師廖永波副教授電子科技大學(xué)成都（

2、姓名、職稱、單位名稱）申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別碩士學(xué)科專業(yè)材料科學(xué)與工程提交論文日期2016.03.04論文答辯日期2016.05.16學(xué)位授予單位和日期電子科技大學(xué)2016年6月答辯委員會(huì)主席評(píng)閱人注1：注明《國際十進(jìn)分類法UDC》的類號(hào)。AResearchofMicrostripAntennabasedonNovelElectromagneticMaterialsAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:Material

3、sScienceandEngineeringAuthor:WangYanhuAdvisor:AssociateProf.LiaoYongboSchool:SchoolofEnergyScienceandEngineering獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研巧工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加柄注和致謝的地方夕ｈ論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得電子科技大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在

4、論文中作了明確的說明并表示謝意。？備＾：２作者簽名、手也日期：年谷月日？論文使用授權(quán)本學(xué)位論文作者完全了解電子科技大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，有權(quán)保留并向國家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查闊和借閱。本人授權(quán)電子科技大學(xué)可レッ將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可Ｗ采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定）１作者簽名＝＾＾薦Ｘ導(dǎo)師簽名￣曰期你品不摘要摘要自新型電磁材料被提出以來，眾多研究

5、學(xué)者針對(duì)其開展了大量的研究，基于其表面波帶隙和反射相位帶隙提出了多種解決天線增益或極化問題的模型結(jié)構(gòu)，驗(yàn)證了新型電磁材料在天線設(shè)計(jì)中所具有的獨(dú)特優(yōu)勢。電磁模型的求解多為多參數(shù)、多目標(biāo)、非線性問題，這使得使用基礎(chǔ)數(shù)值方法對(duì)其進(jìn)行求解存在相當(dāng)?shù)碾y度，而基于達(dá)爾文進(jìn)化論的遺傳算法能夠擺脫對(duì)實(shí)際問題的依賴，將參數(shù)映射為算法中的個(gè)體向量，繼而通過對(duì)個(gè)體進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑u(píng)估，最終實(shí)現(xiàn)電磁模型參數(shù)的優(yōu)化，得到符合性能指標(biāo)要求的結(jié)果。本文對(duì)當(dāng)前研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜合闡述，基于蘑菇型電磁帶隙結(jié)構(gòu)展開分析，將新型電磁材料結(jié)構(gòu)所具備的特殊電磁性能應(yīng)用至微帶天線

6、中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)天線增益性能的改善和對(duì)極化特性的轉(zhuǎn)變。本文對(duì)新型電磁材料的表面波帶隙特性進(jìn)行了研究，全面詳細(xì)分析了蘑菇型結(jié)構(gòu)中各參數(shù)對(duì)表面波帶隙特性的影響，包含對(duì)單元尺寸、貼片邊長、縫隙尺寸、短路針半徑、介質(zhì)基板厚度、介質(zhì)基板介電常以及加載在微帶天線周圍的帶隙結(jié)構(gòu)單元個(gè)數(shù)的分析比較，總結(jié)了針對(duì)特定需求對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行選取的一般原則。并基于此原則，結(jié)合改進(jìn)的遺傳算法對(duì)模型結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，設(shè)計(jì)了一種在5.8GHz表面波傳輸系數(shù)約為-9dB，具備了較優(yōu)表面波抑制特性的帶隙結(jié)構(gòu)，將該結(jié)構(gòu)加載至微帶天線，將天線增益提升了1.73dB。另一方

7、面，本文對(duì)新型電磁材料的相位反射帶隙進(jìn)行了研究，對(duì)不帶短路針的單頻帶蘑菇型新型電磁材料結(jié)構(gòu)中影響其反射相位帶隙的參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分析，包含對(duì)單元尺寸、貼片邊長、縫隙尺寸、介質(zhì)基板厚度、介質(zhì)基板介電常數(shù)的分析比較，總結(jié)了在設(shè)計(jì)特定頻段特定反射相位時(shí)對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)整的一般原則。并基于此原則，展開對(duì)雙頻帶隙結(jié)構(gòu)的分析，進(jìn)而過渡至對(duì)極化相關(guān)反射表面的分析，提出一種矩形貼片加載橢圓環(huán)挖空形式結(jié)構(gòu)，并利用優(yōu)化算法對(duì)其參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)了一種對(duì)2.45GHz和5.8GHz頻段x、y向極化入射波均能進(jìn)行特定相位反射的極化相關(guān)電磁材料結(jié)構(gòu)

8、，將該結(jié)構(gòu)作為雙頻線極化微帶振子天線的反射地板，仿真得出3dB軸比帶寬達(dá)到約90MHz和180MHz，實(shí)現(xiàn)了線極化天線向圓極化的轉(zhuǎn)變。關(guān)鍵詞：微帶天線，新型電磁材料，表面波帶隙，反射相位帶隙，遺傳算法IABSTRACTABSTRACTSincethefoundingofnew